Etude de l'etat chimique du fer et de la structure a l'echelle nanometrique d'oxydes cimentiers par spectroscopie des pertes d'energie d'electrons et microscopie electronique en transmission

par ALEXANDRE GLOTER

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Jannick Ingrin.

Soutenue en 2000

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    Dans cette these, la microscopie electronique en transmission (met) ainsi que les derniers developpements de la spectroscopie des pertes d'energie d'electrons (eels) et de la spectroscopie de dispersion en rayons x (edxs) ont ete exploites pour etudier la mineralogie des ciments alumineux (cac) a l'echelle sub-micronique a nanometrique. On s'est interesse tout particulierement a caracteriser dans ces phases minerales l'ordre structural, la composition chimique ainsi que l'etat chimique du fer. Apres avoir detaille l'origine physique des raies eels fe l 2 , 3 dans les oxydes nous presentons l'exploitation quantitative de ces raies pour la determination du rapport fe 2 +/fe 3 +. Pour la premiere fois, nous montrons un dichroisme lineaire partiel, dont l'origine peut etre magnetique ou naturelle, des raies fe l 2 , 3 obtenues par spectroscopie eels dans un microscope ainsi que l'influence de ces effets d'anisotropie sur la determination du taux redox. Apres avoir caracterise, par l'utilisation de ces techniques eels-edxs, les heterogeneites nanometriques des phases cimentieres, nous montrons que les phases ferrites des cac sont, en fait, composees par un assemblage de phases de structure brownmillerite et perovskite. L'existence d'un solvus situe entre les poles ca(al x,fe 1 x)o 2. 5 et ca(ti y,si l y)o 3 probablement centre autour de ca(al x,fe 0. 9 x)ti 0. 1o 2. 5 5 donne naissance a ces exsolutions dont la taille n'excede pas quelques nanometres. Ce resultat est compare a des systemes de brownmillerite - perovskite de chimie plus simple. L'etude des structures fines aux seuils o-k, fe l 2 , 3 devoile que les processus de compensation de charge associes a ces substitutions implique plutot la creation de lacunes d'oxygenes que l'introduction de charges. Le caractere fortement sous-stchiometrie de ces perovskites et le role de ces lacunes dans la surprenante solubilisation du silicium dans ces structures a pression ambiante est alors montree par l'etude des seuils al-k, si-k.


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Informations

  • Détails : 151 p.
  • Annexes : 90 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-014512
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