Etude du diagramme de phases al#2o#3-aln

Study of al#2o#3-aln phase diagram

• Auteur / Autrice : PATRICK TABARY
• Direction : Colette Servant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Cette etude du diagramme al#2o#3-aln pour des compositions moyennes comprises entre 0 et 50%mol aln a ete realisee par plusieurs techniques incluant le dosage par microsonde de castaing, la microscopie electronique en transmission, la diffraction des neutrons et l'analyse thermique differentielle a haute temperature. Les principaux elements du nouveau diagramme sont les temperatures de fusion des phases spinelles (entre 2045 et 2085c), la composition du point eutectique 12h+liquide+gamma-alon (40%mol aln) et le domaine de stabilite en composition de la phase phi'-alon au voisinage de la fusion (de 10 a 20%mol aln). Les temperatures d'equilibre des polytypes 21r, 12h et 27r ont ete reevaluees et une nouvelle phase du systeme quaternaire al#2o#3-aln-al#4c#3 a ete decrite. A l'aide de la met, de la diffraction des r. X et des neutrons nous avons determine les mailles, la position des lacunes et les maclages des phases modulees phi' et delta-alon, et confirme l'existence de domaines d'antiphase. La modelisation thermodynamique du diagramme a l'aide du programme thermocalc a ete realisee apres description des sous-reseaux des phases phi' et delta-alon et en introduisant les enthalpies de fusion des phases spinelles obtenues par atd. L'evaluation des contraintes residuelles dans le materiau a montre l'influence de la relaxation plastique au cours du refroidissement. Le procede industriel de nitruration de l'aluminium en presence d'alumine a ete reproduit en laboratoire et a une echelle semi-industrielle. Les temperatures d'initiation de la reaction, les temperatures maximales atteintes et les taux de nitruration ont ainsi pu etre determines.