Oxydation des métaux des groupes IV et VA : exemple du zirconium-morphologies, cinétique et effets des contraintes mécaniques

par Sabr Yazzourh

Thèse de doctorat en Chimie - Physique

Sous la direction de Michel Lallemant.

Soutenue en 1990

à Dijon .

mots clés

• Zirconium
• Oxydation

Résumé

L’objectif de ce travail est la compréhension des morphologies (stratifications, calottes hémisphériques, « croix de Malte ») obtenues par oxydation des métaux des groupes IV-A et V-A, et plus particulièrement la liaison entre ces comportements et les effets des contraintes mécaniques qui prennent naissance lors de l'oxydation de ces métaux. Une première partie recense les morphologies induites par le couplage des processus chimiques, thermiques et mécaniques. Elle comporte également une synthèse des approches théoriques et des modèles développés pour l'interprétation du rôle des contraintes, en apportant une attention plus particulière au comportement élastique. Une seconde partie présente les résultats expérimentaux relatifs au zirconium (morphologie et cinétique d'oxydation): échantillons parallélépipédiques (différentes étapes d'apparition des calottes hémisphériques et de la « croix de Malte »), ainsi que cylindriques et sphériques. La rupture aux bords observée lors de l'oxydation du zirconium est interprétée en terme de flexion du composite oxyde-métal. La comparaison des comportements respectifs du Ti, Zr, Nb, Ta, permet de dégager la pertinence de certains paramètres, (température, solubilité de l'oxygène, nature de la diffusion) et leur influence sur la morphologie et les propriétés mécaniques des phases obtenues.

Titre traduit

Oxidation of metals : case the zirconium morphologies, kinetics and effects of stress generation

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