Etude multi-échelle de la transformation quadratique monoclinique de la zircone résultant de l'oxydation du zirconium

• Auteur / Autrice : Gae͏̈lle Corolleur-Thomas
• Direction : Pierre Quintard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux céramiques et traitements de surface
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Zircone

Corps quadratiques

Résumé

Le zircaloy est utilise dans l'industrie nucleaire, pour la fabrication de tubes contenant le combustible, ils sont places sous forme d'assemblages dans le cur du reacteur. Dans les conditions d'utilisation (105bars, 400\c, h 2o), le zircaloy s'oxyde en formant la zircone. La zircone est un materiau polymorphe. Sa variete haute temperature, quadratique, peut etre stabilisee, a temperature ambiante, par la taille des grains (<30nm). Dans l'etude de la transformation quadratique/monoclinique, nous utilisons deux types d'echantillons : une poudre nanometrique et la couche d'oxydation developpee en autoclave sur des plaquettes de zircaloy. L'echantillon pulverulent sert de modele pour comprendre le phenomene beaucoup plus complexe qui se produit lors de la croissance de l'oxyde sur les plaquettes. L'etude multi echelle de la transformation correspond : - a une analyse par ir-tf de la surface des grains de poudres quadratique et monoclinique (traitee en autoclave). Nous avons declenche et analyse la transformation q/m dans la cellule ir. Pour chacun des trois echantillons, nous avons attribue, par decomposition du massif d'absorption, les differentes bandes appartenant aux groupements hydroxyles, et analyse l'adsorption de molecules sonde sur la surface (pyridine, dioxyde de carbone, methanol). Nous avons etudie les carbonates presents initialement a la surface, ainsi que ceux crees apres adsorption de co 2. - a une analyse par met et drx en incidence rasante. Nous avons montre que la zircone croit sur le metal en colonnes perpendiculaires au substrat, constituees de cristallites nanometriques. Nous avons etabli (met) que ces cristallites presentent les plans (h00) et (hhh) paralleles (3\) a l'interface metal oxyde. La couche de zircone est majoritairement de phase monoclinique, et ce meme pour une epaisseur de 50nm (drx rasants).