Synthese par voie sol-gel et caracterisation de composes a structures spinelle et mullite

par JULIEN PARMENTIER

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de S. VILMINOT.

Soutenue en 1996

à Strasbourg 1 .

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  • Résumé

    L'objet de cette these concerne l'etude de l'influence des conditions de synthese par voies sol-gel sur la formation du spinelle (mgal#2o#4) et de la mullite (3al#2o#3. 2sio#2). Dans le cas du spinelle, la voie utilisant un alcoxyde double mgal(or)#4#2 conduit a la meilleure homogeneite du gel a la difference des voies utilisant un alcoxyde d'aluminium modifie. Dans ce dernier cas, la presence de groupes modificateurs plus labiles induit une augmentation de la taille des cristallites. Dans le cas de la mullite, l'etude d'echantillons issus de differentes syntheses et dont la composition est situee de part et d'autre de celle de la mullite a amene a proposer un modele pour la cristallisation de cette phase. Lorsque des inhomogeneites locales riches en alumine sont presentes en grande quantite dans le xerogel, ces dernieres cristallisent en une phase spinelle au detriment de la mullite. La composition en alumine de la phase amorphe resultante determine alors le chemin de cristallisation de la mullite. Elle est soit instable et cristallise directement en mullite quadratique a basse temperature (980c) soit stable et ne reagit avec la phase spinelle qu'a plus haute temperature (1250c) pour former la mullite orthorhombique. L'ajout de metaux de transition m (m=fe, cr, ni, zn, cu, co, mn) aux echantillons de mullite a permis de modifier ses modes de cristallisation et de confirmer le modele precedent. De plus, un abaissement notable de la temperature de mullitisation est observe pour m=fe(iii), cu(ii), co(ii) et mn(ii). Il a ete relie dans le cas de fe(iii) a la mobilite plus elevee de ce cation par rapport a al(iii) et pour les autres cations a l'instabilite de la phase amorphe resultante de la formation de la phase spinelle m#2al#2o#3#+#z. Des etudes par affinement sur poudre (methode de rietveld) et par spectroscopie mossbauer ont permis de proposer une repartition des atomes de fer dans la structure mullite. Pour des dopages par l'ion eu(iii), la spectroscopie de luminescence a revele un environnement tres distordu pour ce cation


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Informations

  • Détails : 196 P.
  • Annexes : 113 REF.

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