Etude de la transformation thermique de l'hydroxycarbonate de cérium III (CeOHCO₃) en dioxyde de cérium IV

• Auteur / Autrice : Jean-Paul Viricelle
• Direction : Michel Soustelle, Michèle Pijolat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE en cotutelle avec Grenoble INPG
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Institut national polytechnique (Grenoble ; 1900-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cinétique chimique

Thermochimie

Cérium -- Composés

Cérium

Oxydes de cérium

Résumé

La transformation thermique de l'hydroxycarbonate de cérium III en dioxyde de cérium a été étudiée dans le but de déterminer les vitesses spécifiques de germination et de croissance de l'oxyde. L'évolution thermique a été suivie au moyen d'un couplage entre la thermogravimétrie et la spectrométrie de masse. Deux chemins réactionnels ont été mis en évidence. En l'absence d'oxydant, une décomposition thermique se produit en deux étapes avec la formation d'un intermédiaire à 450°C : Le dioxycarbonate de cérium III. En présence d'oxygène, la cérine se forme par une réaction gaz-solide dès 180°C. L'Etude cinétique de cette réaction gaz-solide a été effectuée à 220°C sous atmosphère statique contrôlée. La modélisation de la transformation repose sur le concept de germination-croissance. Les vitesses spécifiques de ces deux phénomènes ont été déterminées à partir de deux méthodes. Une modélisation géométrique a permis de déterminer les valeurs et donc les variations de ces vitesses en fonction des contraintes physico-chimiques (pression d'oxygène, de vapeur d'eau, de dioxyde de carbone). Une méthode expérimentale dite des "décrochements" a été développée dans le but de fournir directement les variations de la vitesse spécifique de croissance. La comparaison des résultats issus des deux méthodes a permis de valider le modèle géométrique et les vitesses déterminées.