Interaction de l'oxygène avec des surfaces de molybdène polycristallin et monocristallin : de la chimisorption de l'oxygène sur la surface métallique à la croissance de la couche d'oxyde MoO3

IInteraction of oxygen with surfaces of polycrystalline and single crystalline molybdenum: from oxygen chemisorption on the molybdenum surface to the growth of the MoO3 oxide scale

• Auteur / Autrice : Bernard Resiak
• Direction : Nicole Floquet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Dijon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydation

Molybdène

Résumé

Une étude de la nucléation et de la croissance de l'oxyde MoO3, ne de l'interaction de l'oxygène avec les surfaces monocristallines Mo(100), Mo(110) et Mo(111) est analysée entre 620 K et 820 K sous po#2=2,710#3 Pa. Les résultats des analyses de diffraction d'électrons rapides en incidence rasante (DERR) et de spectrométrie des électrons Auger (SEA), montrent que, dans ces conditions d'oxydation: a) l'oxyde MoO3 nait directement du métal sans formation intermédiaire du dioxyde MoO2 ou d'oxydes non stœchiométriques du molybdène tels que Mo#4O1#1; b) pour toute surface Mo(hk1), nucléation et croissance de l'oxyde MoO#3 s'effectuent par étapes structurales successives: 1) formation de rangées MoO#3100 orientées; 2) ordonnancement de ces rangées MoO#3100 dans les directions 010; 3) construction des plans de feuillets MoO#3(010) perpendiculairement aux rangées denses du métal; c) sur la surface Mo(100), se crée simultanément un film Moo#3(010) orienté, qui stabilise et rend passive la surface métallique. Ces caractéristiques structurales de la nucléation et de la croissance de l'oxyde MoO#3 permettent de dissocier les facteurs de l'oxydation du métal lies aux relations d'interface métal-oxyde de ceux lies à la dynamique réactionnelle (diffusion de l'oxygène). Une étude structurale, texturale et morphologique de la couche micronique d'oxyde MoO#3 formée à partir: 1) de plaques de molybdène polycristallin oxydées entre 773 K et 1023 K sous po#2=2,710#3 Pa et 810#4 Pa; 2) de surfaces monocristallines Mo(100), Mo(110) et Mo(111) oxydées a 720 K et 820 K sous po#2=2,710#3 Pa est réalisée par diffraction des rayons X, goniométrie de texture et microscopie à balayage. Les résultats obtenus s'accordent avec l'interprétation des mécanismes de nucléation et croissance proposes dans l'étude précédente. Cette étude met de plus en évidence l'apparition, à partir de 923 K, d'un processus de re