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Book Contribution l tude du m canisme d oxydation du zirconium pur ou alli par l oxyg ne et la vapeur d eau

Download or read book Contribution l tude du m canisme d oxydation du zirconium pur ou alli par l oxyg ne et la vapeur d eau written by Michel Leclercq (physicien).) and published by . This book was released on 1969 with total page 176 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Book INIS Atomindeks

Download or read book INIS Atomindeks written by and published by . This book was released on 1971 with total page 474 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Book L Oxydation du zirconium et de l alliage Zircaloy 4 par la vapeur d eau

Download or read book L Oxydation du zirconium et de l alliage Zircaloy 4 par la vapeur d eau written by Muchlis Badruzzaman and published by . This book was released on 1982 with total page 61 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Book OXYDATION D ALLIAGES DE ZIRCONIUM EN VAPEUR D EAU

Download or read book OXYDATION D ALLIAGES DE ZIRCONIUM EN VAPEUR D EAU written by JOEL.. GODLEWSKI and published by . This book was released on 1990 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'OXYDATION DES ALLIAGES DE ZIRCONIUM EN PRESENCE DE VAPEUR D'EAU PRESENTE, APRES UNE LOI DE CROISSANCE PARABOLIQUE, UNE ACCELERATION DE LA VITESSE D'OXYDATION. CECI CONDUIT DE NOUVEAU A UNE LOI DE CROISSANCE PARABOLIQUE. CE PHENOMENE LIMITE L'UTILISATION DES ALLIAGES DE ZIRCONIUM COMME ELEMENT DE GAINAGE DU COMBUSTIBLE NUCLEAIRE. AFIN DE DETERMINER LE PROCESSUS PHYSICOCHIMIQUE PROVOQUANT CETTE TRANSITION CINETIQUE, DEUX APPROCHES ONT ETE MENEES: L'UNE A CONSISTE A DETERMINER LA COMPOSITION DE LA COUCHE D'OXYDE ET SON EVOLUTION AVEC LE TEMPS D'OXYDATION; L'AUTRE A ETE DE DETERMINER LES COEFFICIENTS DE DIFFUSION DE L'OXYGENE DANS LES COUCHES D'OXYDE DE PRE ET POST-TRANSITION AINSI QUE LEUR EVOLUTION AVEC LE TEMPS D'OXYDATION. LA COMPOSITION DES COUCHES D'OXYDE A ETE DETERMINEE A L'AIDE DE DEUX TECHNIQUES D'ANALYSE: LA DIFFRACTION DES RAYONS X ET LA SPECTROSCOPIE RAMAN LASER (SRL). CETTE DERNIERE A PERMIS DE CONFIRMER LA PRESENCE DE ZIRCONE TETRAGONALE DANS LES COUCHES D'OXYDE. DES ANALYSES REALISEES PAR SRL SUR DES COUPES BIAISES D'OXYDES ONT PERMIS DE MONTRER QUE LA ZIRCONE TETRAGONALE SE TRANSFORME EN PHASE MONOCLINIQUE AU MOMENT DE LA TRANSITION CINETIQUE. UNE APPROCHE QUANTITATIVE A PERMIS DE CORROBORER LES RESULTATS OBTENUS PAR CES DEUX TECHNIQUES. AFIN DE DETERMINER LES COEFFICIENTS DE DIFFUSION DE L'OXYGENE DANS LES COUCHES D'OXYDES, DEUX TRAITEMENTS DE DIFFUSION ONT ETE REALISES: UN SOUS BASSE PRESSION AVEC D#2#1#8O ET L'AUTRE SOUS FORTE PRESSION DANS UN AUTOCLAVE AVEC H#2#1#8O. LES PROFILS DE CONCENTRATION EN OXYGENE 18 ONT ETE OBTENUS PAR DEUX TECHNIQUES D'ANALYSE: LA MICROANALYSE NUCLEAIRE ET LA SPECTROMETRIE D'EMISSION D'IONS SECONDAIRES. LES PROFILS AINSI OBTENUS MONTRENT QUE LE TRANSPORT DE MATIERE SE FAIT PAR LE VOLUME ET SURTOUT PAR LES JOINTS DE GRAINS. A L'AIDE DE LA SOLUTION DE WHIPPLE ET LE CLAIRE, LES COEFFICIENTS DE DIFFUSION CORRESPONDANTS ONT ETE CALCULES. LA PRESENCE DE ZIRCONES TETRAGONALE, SA RELATION AVEC LA TRANSITION CINETIQUE, AINSI QUE L'EVOLUTION DES COEFFICIENTS DE DIFFUSION AVEC LE TEMPS D'OXYDATION, SONT DISCUTES EN TERME DE CONTRAINTES INTERNES DANS LA COUCHE D'OXYDE ET DE CHANGEMENT DE MORPHOLOGIE DE LA COUCHE D'OXYDE

Book Etude exp rimentale de l oxydation des alliages de zirconium haute pression de vapeur d eau et mod lisation des m canismes

Download or read book Etude exp rimentale de l oxydation des alliages de zirconium haute pression de vapeur d eau et mod lisation des m canismes written by Yacoub Dali and published by . This book was released on 2007 with total page 257 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La corrosion des gaines de crayons combustible, en alliage de zirconium, limite la durée de vie des crayons dans les réacteurs à eau légère. Les industriels ont pour objectif à moyen terme d’augmenter la durée des cycles en réacteur, le nombre de cycles et de soumettre ces gaines à des conditions plus sollicitantes. Dans ce cadre, de nouveaux alliages, notamment le Zr-1%Nb, destinés à remplacer le Zircaloy-4 ont été récemment développés et présentent une résistance accrue à la corrosion en réacteur. Améliorer la compréhension des mécanismes de corrosion de ces alliages est donc un enjeu industriel majeur, pour prédire le comportement à long terme de ces matériaux. L’oxydation de deux familles d’alliages a été étudiée sous vapeur d’eau (pression comprise entre 100 millibars et 100 bars) : les alliages de type Zircaloy, dont la composition est basée sur celle du Zircaloy-4 et ceux de type Zr-x%Nb à différentes teneurs en niobium (0,2 ; 0,4 et 1%). Nos objectifs pour ces deux familles d’alliage étaient de comprendre les différences de réactivité de ces matériaux entre la basse et la haute pression de vapeur d‘eau, en estimant les variations de la vitesse avec cette variable et l’influence de chaque élément d’addition sur la vitesse. Pour les alliages au niobium, une analyse approfondie de la ségrégation du niobium en surface a également été menée. Au cours de ce travail, une thermobalance à suspension magnétique a été développée et mise en œuvre pour suivre in-situ l’oxydation à haute pression (jusqu’à 50 bars). Cette expérimentation est, à notre connaissance, unique en son genre. Au cours de cette étude, un large domaine de pression a ainsi été balayé en associant expérimentations en thermobalance (0,1-10 bars) et en autoclave (10-100 bars). Les couches d’oxyde formées ont ensuite été caractérisées par différentes techniques telles que le MEB, le MET-HR, la DRX, l’ESCA, la marco- et microphotoélectrochimie (MPEC et mPEC), le SIMS après échange isotopique en H218O. Pour les alliages de la famille du Zircaloy, nous avons confirmé le rôle prépondérant des précipités Zr(Fe,Cr)2 sur la résistance à la corrosion des gaines, et validé la croissance de la vitesse d’oxydation du zirconium quasi-pur avec la pression partielle de vapeur d’eau. A l’opposé de la très grande stabilité cinétique du Zircaloy-4, dont la vitesse est indépendante de la pression de vapeur d’eau et donc contrôlée par la diffusion de l’oxygène dans la couche, nos résultats nous ont conduits à proposer une étape limitante de réaction d’interface dans le cas du zirconium pur, associée à une forte dégradation de la couche liée à une croissance des grains catalysée par la vapeur d’eau, à l’origine des décohésions entre des amas de cristallites. Les précipités Zr(Fe,Cr)2, au travers de la dissolution du fer dans la matrice de zircone environnante, pourraient, en stabilisant la zircone quadratique, assurer l’intégrité de la couche. Pour les alliages Zr-x%Nb et plus particulièrement pour l’alliage Zr-1%Nb, la vitesse d‘oxydation est dépendante de la pression partielle de vapeur d’eau. A cela s’ajoute un accroissement sensible de la ségrégation en niobium à la surface, mise en évidence par ESCA, sous la forme Nb2O5, mise en évidence par MPEC. La vitesse d’oxydation et la ségrégation en niobium montrent toutes deux une dépendance homographique en fonction de la pression. L’originalité de l’exploitation de ces résultats réside essentiellement dans la proposition d’un mécanisme simple prenant à la fois en compte la ségrégation et l’oxydation. Une étape limitante de diffusion des ions hydroxydes adsorbés dans la couche externe de l’oxyde permet de décrire la majorité des résultats expérimentaux obtenus sur les alliages Zr-x%Nb.

Book Comparaison de l oxydation de deux alliages de zirconium par diffraction des rayons X in situ et ex situ

Download or read book Comparaison de l oxydation de deux alliages de zirconium par diffraction des rayons X in situ et ex situ written by Nathalie Pétigny-Putigny and published by . This book was released on 1998 with total page 157 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans les réacteurs à eau pressurisée (REP), le gainage du combustible nucléaire composé d'un alliage de zirconium est soumis à de fortes conditions corrosives qui provoquent l'oxydation du matériau. La couche d'oxyde formée est un facteur limitant le temps de séjour en réacteur. Actuellement, l'alliage Zy4 a base d'étain répond aux exigences des exploitants mais son utilisation est limitée à 4 cycles (4 ans). Leur volonté étant d'amener le temps de séjour de 4 à 5 ans, le développement de nouveaux alliages a été entrepris depuis de nombreuses années. Lors de la corrosion de ces alliages, une couche de zircone se forme comprenant deux variétés allotropiques : ZrO2 monoclinique et ZrO2 quadratique. Ce travail s'inscrit dans le cadre de la compréhension de la présence de la zircone quadratique et son rôle quant à la vitesse de corrosion. Cette étude s'est notamment orientée vers la piste d'une stabilisation de la zircone quadratique par de fortes contraintes de compression et les relations entre cette phase et la transition cinétique. Les conditions étudiées lors de ce travail sont éloignées des conditions d'utilisation en réacteur (T = 470°C, pression d'oxygène et de vapeur d'eau) mais permettent des durées d'expérience convenable. La texture, la composition de la couche et les contraintes ont été déterminées sur l'oxyde issu de la corrosion de deux alliages, Zy 4 et Zr1%Nb-O. Ces différentes analyses ont été réalisées in-situ et ex-situ. En effet, les études ayant habituellement lieu après refroidissement, l'influence de ce refroidissement a été étudiée afin de savoir si les dites études rendent effectivement compte du comportement en température. Une variation de la quantité de zircone quadratique lors de la transition cinétique n'a pas pu être détectée en raison du manque de sensibilité. Une corrélation entre la transformation de phase et la vitesse d'oxydation a été mise en évidence. Une relaxation in-situ des contraintes dans la zircone monoclinique issue de Zy 4 a pu être corrélée à la vitesse de la transition cinétique. Les suivis in-situ ou après refroidissement de la proportion de phase quadratique d'une part et de la détermination des contraintes d'autre part ne permettent pas de conclure à une stabilisation de la zircone quadratique majoritairement par de fortes contraintes de compression. Si moyennant certaines hypothèses les analyses de phases ex-situ rendent compte de manière cohérente du dosage in-situ, il n'en ai pas de même dans le cas de la détermination des contraintes, rendant ainsi nécessaires les études en température.

Book Etude de l Influence de la vapeur d eau sur l oxydation haute temp rature d un alliage chromino formeur base de nickel

Download or read book Etude de l Influence de la vapeur d eau sur l oxydation haute temp rature d un alliage chromino formeur base de nickel written by Raphaël Rolland and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail s'inscrit dans un cadre de recherche qui a pour objectif essentiel l'étude de l'influence de la vapeur d'eau sur l'oxydation à haute température d'un alliage formeur de Cr2O3 à base de nickel. L'alliage étudié pour cette étude est le SY 625. L'originalité de cette étude repose sur l'utilisation d'un montage expérimental, mis en oeuvre au laboratoire. Ce montage appelé « montage vapeur d'eau » permet de réaliser l'oxydation du SY 625 à haute température (900-1100°C) en présence de vapeur d'eau (7,5 et 33% de vapeur d'eau) avec différents gaz vecteurs (oxygène, air, argon et azote) en conditions isotherme ou cyclique. Les résultats cinétiques obtenus sous air, ne montrent pas de différences notables que l'oxydation soit réalisée en conditions sèche ou humide (quelque soit le taux de vapeur d'eau). Les résultats n'ont pas montré de breakaway pour les durées d'oxydation allant jusqu'à 48 heures. Ceci est attribué au fait qu'il n'y a pas formation d'oxydes de fer sachant que l'alliage contient seulement 0,23% en masse de fer. Les résultats de DRX montrent la formation des mêmes phases quel-que-soit le gaz vecteur utilisé (en atmosphère sèche ou humide). A 900 et 1000°C, l'oxyde Cr2O3 est détecté ainsi que deux composés intermétalliques : Ni3Mo et NbNi4. En revanche à 1100°C, l'oxyde Cr2O3 est toujours présent mais les composés intermétalliques sont oxydés pour donner un oxyde mixte CrNbO4. L'oxydation du molybdène au dessus de 1000°C conduit à la formation de MoO3 qui est un oxyde volatil. Les analyses morphologiques, ont montré la présence de couches de chromine plus plastiques avec une porosité répartie sur toute l'épaisseur de la couche pour les essais réalisés en présence de vapeur d'eau. Les couches d'oxyde sont alors plus adhérentes. Ceci a été confirmé par des essais d'oxydation en conditions cycliques, qui ont montré notamment à 1100°C, une meilleure tenue mécanique de la couche d'oxyde en présence de vapeur d'eau. Les tests d'oxydation en présence d'un marquage à l'or a aussi permis de mettre en évidence un mécanisme d'oxydation mixte pour les oxydations réalisées en atmosphères riche en oxygène que l'on soit sous atmosphère sèche ou humide. En revanche, le marquage à l'or a montré la présence d'un mécanisme d'oxydation interne pour les atmosphères pauvres en oxygène, avec des couches d'oxydes présentant une adhérence parfaite. Le fait d'ajouter de la vapeur d'eau à ces atmosphères pauvres en oxygène, entraine la réapparition d'un mécanisme de diffusion mixte.

Book Approfondissement des m canismes d oxydation de deux alliages de zirconium Zircaloy 4 et ZrNbO sous oxyg ne et sous vapeur d eau Comparaison des r gimes cin tiquement limitants

Download or read book Approfondissement des m canismes d oxydation de deux alliages de zirconium Zircaloy 4 et ZrNbO sous oxyg ne et sous vapeur d eau Comparaison des r gimes cin tiquement limitants written by Marc Tupin and published by . This book was released on 2002 with total page 296 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La corrosion des gaines dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée représente le facteur limitant la durée de vie des crayons dans cet environnement. L'alliage communément utilisé pour ces tubes de gainage est le zircaloy-4. Ce dernier sera remplacé à moyen terme par un alliage, dont l'élément principal d'addition est le niobium, noté ZrNbO. Dans ce cadre, les objectifs de ce travail sont de confirmer ou d'infirmer les hypothèses proposées dans la littérature et de proposer, le cas échéant, de nouvelles interprétations sur les régimes cinétiquement limitants.Au cours de ce travail, quatre systèmes réactionnels ont été étudiés : l'oxydation de ces deux alliages sous oxygène et sous vapeur d'eau.L'oxydation a été suivie par thermogravimétrie, dans un domaine de température compris entre 490 et 550ʻC et pour des pressions partielles inférieures à la pression atmosphérique, que ce soit sous oxygène ou sous vapeur d'eau. En parallèle, une caractérisation morphologique des couches a été réalisée par MEB. Enfin, d'autres techniques ont été mises en œuvre pour décrire la composition chimique de la couche ou du métal (SDL, XPS, ).L'analyse de nos résultats sur Zircaloy-4 nous conduit à valider l'interprétation classique du régime pré-transitoire par une étape limitante de diffusion des lacunes d'oxygène dans la couche d'oxyde. En revanche, les résultats obtenus avec ZrNbO en pré-transition ont été interprétés, quelle que soit l'atmosphère, par un cas pur de diffusion d'ions adsorbés dans la couche poreuse. Enfin, le régime cinétique post-transitoire est toujours différent de celui observé en pré-transition.

Book CONTRIBUTION A L IDENTIFICATION DES PROCESSUS CINETIQUEMENT LIMITANTS DE L OXYDATION DES ALLIAGES DE ZIRCONIUM CARACTERISATION EN ELECTROCHIMIE DES SOLIDES DES FILMS D OXYDE FORMES A HAUTE TEMPERATURE

Download or read book CONTRIBUTION A L IDENTIFICATION DES PROCESSUS CINETIQUEMENT LIMITANTS DE L OXYDATION DES ALLIAGES DE ZIRCONIUM CARACTERISATION EN ELECTROCHIMIE DES SOLIDES DES FILMS D OXYDE FORMES A HAUTE TEMPERATURE written by JEAN-JEROME.. VERMOYAL and published by . This book was released on 2000 with total page 256 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES MECANISMES DE CORROSION DES ALLIAGES DE ZR, UTILISES COMME TUBES DE GAINAGE DU COMBUSTIBLE NUCLEAIRE, NE SONT ACTUELLEMENT PAS TOTALEMENT ELUCIDES DU FAIT, NOTAMMENT, DE LA COMPLEXITE DES MATERIAUX ET DE L'ENVIRONNEMENT DE CORROSION. LA CINETIQUE EST GENERALEMENT CONSIDEREE COMME PILOTEE PAR LA DIFFUSION DES IONS OXYDES A TRAVERS UNE COUCHE BARRIERE DONT LES CARACTERISTIQUES EVOLUENT DANS LE TEMPS. CEPENDANT, CERTAINES CONSTATATIONS EXPERIMENTALES, COMME L'EFFET DU COUPLAGE SUR LA CROISSANCE DU FILM D'OXYDE, MOTIVENT FORTEMENT L'INTRODUCTION DE PROCESSUS ELECTROCHIMIQUES DANS LA DESCRIPTION DES ETAPES-CLES DE L'OXYDATION. LA FINALITE DE LA PRESENTE ETUDE EST DE CONTRIBUER A LEVER L'INDETERMINATION QUANT A LA NATURE DES ETAPES CINETIQUEMENT LIMITANTES DE LA CORROSION DE DEUX ALLIAGES DE ZIRCONIUM, LE ZIRCALOY-4 (ZY-4) ET LE ZR-NB(1%)O(0,13%). LA COMPLEMENTARITE DES CARACTERISATIONS IN SITU DE L'OXYDATION SOUS AIR SEC A 500\C SUR DES CRITERES CINETIQUES (ANALYSES THERMOGRAVIMETRIQUES), ELECTROCHIMIQUES (SPECTROSCOPIE D'IMPEDANCE) ET MICROSTRUCTURAUX (MEB), ET DE L'INFLUENCE DE LA POLARISATION DES GAINES SUR L'OXYDATION ET L'HYDRURATION EN MILIEU REP A 360\C, A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LE CONTRASTE ENTRE LES DEUX ALLIAGES EN TERMES DE PROCESSUS LIMITANTS. ALORS QUE LES RESULTATS OBTENUS POUR LE ZY-4 SATISFONT A L'HYPOTHESE DE LA DIFFUSION DE L'OXYGENE A TRAVERS LE FILM DE ZIRCONE, L'ACCELERATION DE L'OXYDATION DU ZR-NB(1%)O(0,13%) SOUS POLARISATION ANODIQUE EN MILIEU LIQUIDE, ET EN PRESENCE D'UN METAL NOBLE CATALYSEUR DE LA REDUCTION DE L'OXYGENE EN MILIEU GAZEUX, EST INCOMPATIBLE AVEC UN TEL MECANISME. LES ESSAIS MENES EN MILIEU REP PEUVENT S'EXPLIQUER A LA FOIS PAR UN MECANISME PILOTE PAR LA CONDUCTIVITE ELECTRONIQUE DE L'OXYDE MAIS EGALEMENT PAR UN CONTROLE DE TYPE INTERFACIAL. EN COMPLEMENT, LES CARACTERISATIONS ELECTRIQUES DES FILMS DE ZIRCONE FORMES EN EAU ET ETUDIES EN ENVIRONNEMENT GAZEUX CONFIRMENT LA DIFFERENCE ENTRE LES DEUX ALLIAGES. LA PRISE EN COMPTE DU CARACTERE MIXTE (DIFFUSION-INTERFACE) DE L'OXYDATION DU ZR-NB(1%)O(0,13%) A CONDUIT A UN ESSAI DE MODELISATION BASE SUR UNE APPROCHE PROPRE A LA CINETIQUE HETEROGENE AINSI QU'A UNE DESCRIPTION ELECTROCHIMIQUE.

Book Oxydation du Zirconium et de son nitrure par des m langes Hydrog ne vapeur d eau et Monoxyde de Carbone Dioxyde de Carbone

Download or read book Oxydation du Zirconium et de son nitrure par des m langes Hydrog ne vapeur d eau et Monoxyde de Carbone Dioxyde de Carbone written by Rafy Degh Khadirian and published by . This book was released on 1981 with total page 240 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ON FORME AVEC O::(2) UNE SOLUTION SOLIDE DONT LA PRESENCE SE TRADUIT PAR UNE TEXTURE STRATIFIEE COMPORTANT SUCCESSIVEMENT UNE COUCHE DE ZIRCONE, UNE COUCHE DE SOLUTION SOLIDE ZNO::(X) ET DE SUBSTRAT RESIDUEL. L'ALLURE SIGMOIDE DES COURBURES OBTENUES, TANT AVEC LES MELANGES H::(2)-H::(2)O QU'AVEC LES MELANGES CO-CO::(2), PROUVE UNE ANALOGIE DANS LE MECANISME D'OXYDATION CARACTERISEE PAR UNE VARIATION DE L'AIRE REACTIONNELLE

Book Influence de la vapeur d eau sur l oxydation haute temp rature des m taux

Download or read book Influence de la vapeur d eau sur l oxydation haute temp rature des m taux written by Marie-Rose De Nicola and published by . This book was released on 1993 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: BIEN QUE L'ON SACHE DEPUIS LONGTEMPS QUE DES TRACES DE VAPEUR D'EAU PEUVENT MODIFIER LARGEMENT LA CINETIQUE D'OXYDATION DES METAUX, TRES PEU D'ETUDES SYSTEMATIQUES ONT ETE EFFECTUEES. NOUS EXAMINONS DANS CE TRAVAIL LES CAS DU TANTALE, DU TITANE ET DU NICKEL. CES TROIS METAUX ONT ETE CHOISIS PARCE QU'ILS REPRESENTENT ASSEZ BIEN LES DIFFERENTS TYPES DE LOIS CINETIQUES. POUR CHAQUE METAL, UNE ETUDE COMPARATIVE DE L'OXYDATION PAR L'OXYGENE, PAR LA VAPEUR D'EAU ET PAR DES MELANGES OXYGENE-VAPEUR D'EAU A ETE EFFECTUEE. PARALLELEMENT A L'ETUDE CINETIQUE, LES PRODUITS DE REACTION ONT ETE CARACTERISES PAR DIFFERENTES TECHNIQUES. IL APPARAIT QUE LES METAUX CHOISIS A PRIORI, COUVRENT BIEN LES DEUX GRANDS MODES D'INTERVENTION DE LA VAPEUR D'EAU SUR L'OXYDATION: SOIT PAR UNE ACTION SE MANIFESTANT PAR UNE INHIBITION CINETIQUE. C'EST CE QUI A ETE OBSERVE DANS LE CAS DU TANTALE OU L'OXYDE FORME NE SEMBLE PAS ETRE MODIFIE PAR LA PRESENCE DE VAPEUR D'EAU; SOIT PAR UNE ACTION INDUITE SUR LES PROPRIETES DE TRANSPORT DE L'OXYDE FORME, QUI PEUT SE TRADUIRE PAR UNE INHIBITION OU UNE EXACERBATION CINETIQUE. C'EST CE QUI A ETE OBSERVE DANS LE CAS DU TITANE. DES MODIFICATIONS MORPHOLOGIQUES DE LA COUCHE D'OXYDE SONT ALORS MISES EN EVIDENCE. POUR LE NICKEL, LES DEUX TYPES D'ACTION PEUVENT ETRE ENVISAGES

Book Contribution l tude structurale et vibrationnelle des couches minces de zircone ZrO2 d pos es sur alliage Zy 4

Download or read book Contribution l tude structurale et vibrationnelle des couches minces de zircone ZrO2 d pos es sur alliage Zy 4 written by Đưc Huy Lê and published by . This book was released on 2004 with total page 126 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse entre dans le cadre d'une convention de co-tutelle en partenariat avec l'Ecole Normale Supérieure de Hanoï (Vietnam) selon un financement attribué par l'ambassade de France à Hanoï et complété par l'Université du Maine. Le sujet, qui a été initié en collaboration avec le service des matériaux irradiés du CEA-Saclay, a pour objectif final d'améliorer la durée de vie des gaines de réacteurs nucléaires (réservoir des pastilles combustibles de UO2) constituées d'un alliage à base de zirconium (Zy-4 : zircalloy-4). En effet ces gaines qui sont immergées dans un circuit d'eau primaire, à haute température et sous pression, s'oxydent naturellement ; la formation de couches minces, sur alliage Zy-4, de zircone Zr02 avec apparition d'une modification de variété allotropique (quadratique-monoclinique), sous irradiation, influence largement les propriétés mécaniques de ces gaines. Ainsi notre travail a été consacré à la synthèse de couches minces de ZrO2 déposées sur un alliage identique au cas réel (Zy-4) avec investigation des mécanismes de changements de phases existants dans ces matériaux. Le but est aussi de pouvoir réduire la vitesse d'oxydation du Zy-4 en déposant une couche préliminaire de ZrO2 stable afin de former une barrière protectrice à l'environnement de travail des centrales nucléaires. La première étape de ce travail a donc porté sur l'élaboration des couches minces de ZrO2 sur des substrats en Zy-4 à l'aide de la technique de pulvérisation cathodique magnétron en radiofréquence. Cette pulvérisation a été effectuée sur une cible en ZrO2 de symétrie monoclinique en appliquant différentes conditions de dépôt (paramètres de dépôt) : température du substrat, durée de dépôt, pression partielle d'oxygène. L'ensemble de ces couches a ensuite été étudié et complètement caractérisé selon plusieurs techniques : diffraction des rayons X, diffusion Raman, réflectivité des rayons X et interférométrie en lumière blanche. Ainsi l'épaisseur des couches synthétisées a été déterminée par la réflectivité des rayons X (pour les couches dont l'épaisseur est inférieure à 1500 Å) et l'interférométrie en lumière blanche (pour les couches dont l'épaisseur est supérieure à 5000 Å). Les résultats nous prouvent globalement que cette épaisseur varie linéairement avec la durée de dépôt. L'influence du paramètre " température de substrat " a également été étudié. Nous avons montré dans les couches synthétisées entre 40°C et 300°C, l'existence d'une très forte proportion de ZrO2 en phase quadratique (100-80%), qui normalement correspond à la symétrie métastable qui ne devrait pas exister en dessous de 900°C. Ce taux diminue progressivement pour ensuite rester stable entre 400 et 800°C. La stabilisation de cette phase quadratique a été expliquée par l'existence de particules de taille nanométrique et/ou l'influence du champ de contraintes sur ces particules. Par ailleurs, l'étude menée sur la série de couches déposées pendant différentes durées de dépôt nous montre que le taux de phase quadratique diminue linéairement avec ce temps de dépôt, donc avec l'épaisseur des couches. L'influence de la pression partielle d'oxygène a aussi été étudiée ; les diagrammes de diffraction X et les spectres de diffusion Raman montrent que la pression partielle d'oxygène dans l'enceinte de dépôt favorise la croissance de zircone monoclinique. Nous pouvons conclure que l'ajout d'oxygène réduit la concentration de lacunes favorisant ainsi la croissance de zircone stable. La reproductibilité de couches est aussi un des paramètres les plus importants à contrôler. L'étude sur une série de couches déposées dans des conditions identiques (à 600°C, pendant 30 minutes, dans l'environnement d'argon pur) a justifié cet aspect de notre approche expérimentale. Enfin dans une troisième étape un mécanisme de croissance des couches a pu être proposé sur la base de l'interprétation des données structurales et vibrationnelles. Cette étude permet de vérifier que la croissance des couches commence par la zircone en symétrie quadratique près du substrat (près de l'interface) et termine par la zircone monoclinique stable au voisinage de la surface. Nous avons également justifié l'effet de la taille des cristallites et l'effet des contraintes sur la stabilisation de zircone quadratique à une température inférieure à 900°C par affinements des diagrammes de diffraction X enregistrés sur les deux séries de couches déposées à différentes températures et différentes épaisseurs. Les résultats obtenus constitueront ainsi une base solide d'approche du comportement sous irradiation de ces mêmes couches afin de comprendre les mécanismes se produisant réellement dans les réacteurs.

Book Contribution l tude de l oxydation du zirconium et de ses alliages

Download or read book Contribution l tude de l oxydation du zirconium et de ses alliages written by Erich Tolksdorf and published by . This book was released on 1980 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: