Contribution a l'etude theorique de l'insertion de l'hydrogene dans les metaux de transition : le cas de l'yttrium et du scandium

par CLAUDE KOUDOU

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de CHRISTIAN MINOT.

Soutenue en 1999

à Paris 6 .

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  • Résumé

    La grande capacite qu'ont les terres rares a former en presence d'hydrogene des solutions solides a attire une attention particuliere chez un grand nombre de chercheurs tant theoriciens qu'experimentateurs. L'objectif de ce travail est d'etudier l'insertion d'hydrogene dans l'yttrium et le scandium (en phase ) qui sont deux metaux de transition pouvant servir de modeles dans l'examen des terres rares. Cette etude theorique comprend deux parties : la premiere sur l'insertion d'hydrogene a faible concentration dans l'yttrium a ete faite a l'aide de calculs periodiques et moleculaires en utilisant la methode semi-empirique eht. La seconde partie concerne l'insertion d'hydrogene dans le scandium a plus forte concentration ; il s'agit de calculs periodiques hartree-fock ab initio. Les stchiometries utilisees dans la premiere partie sont y 1 2h x et y 3 6h x (x= 0, 1, 2). L'yttrium pur est decrit correctement, plus stable sous forme hexagonale compacte avec un c/a proche de la valeur experimentale. Nous avons pu montrer dans ce travail que l'insertion de l'hydrogene dans l'yttrium etait exothermique. L'insertion d'un seul atome d'hydrogene se fait dans un site interstitiel tetraedrique de preference au site octaedrique. Nous avons egalement etudie toutes les structures de paires h-h et avons trouve que dans le systeme y 3 6h 2, la paire la plus stable se trouve sur l'axe c. C'est la configuration t 0t 0 ou les deux atomes d'hydrogene sont deduits l'un de l'autre par une translation c. Au contraire, la paire la moins stable est celle ou les deux atomes d'hydrogene sont les proches voisins. La deuxieme partie concerne l'insertion d'hydrogene dans le scandium a une concentration elevee. Les parametres geometriques optimises par le programme crystal pour le scandium pur (egalement hexagonal compact) sont proches de la valeur experimentale. La valeur de c/a du cristal diminue lors de l'insertion d'hydrogene. Le transfert de charge s'effectue du scandium vers l'hydrogene. L'augmentation de la densite de charge sur l'hydrogene va de pair avec la stabilite de l'edifice sch x. Il accompagne la formation de liaisons sc-h. Lorsqu'on etudie la stchiometrie sc 2h 2, c'est la structure t 0t 2 dans laquelle la paire concerne les sites d'insertion deuxiemes voisins qui est la plus stable. Nous analysons egalement le deplacement de l'hydrogene en dehors du site tetraedrique le long de l'axe c.

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Informations

  • Détails : 147 p.
  • Annexes : 102 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1999
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