Etude des proprietes thermodynamiques, microstructurales et electroniques du systeme zrni-h 2

• Auteur / Autrice : NATHALIE MICHEL
• Direction : Michèle Gupta
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

L'objectif de ce travail est d'etablir d'eventuelles correlations entre les proprietes thermodynamiques, microstructurales et electroniques du systeme zrni-h 2. Le diagramme de phases de ce systeme indique la presence de deux hydrures : un monohydrure triclinique zrnih () et un trihydrure orthorhombique zrnih 3 (). La caracterisation thermodynamique et la preparation des echantillons ont ete realisees au moyen de deux dispositifs experimentaux : un banc volumetrique de precision associe a un calorimetre et un analyseur thermogravimetrique. Un controle rigoureux des variables thermodynamiques (p, t) au cours de la croissance des hydrures a permis de preparer des echantillons de composition zrnih 0 , 7 4 6 et zrnih 2 , 5 5, appartenant respectivement au domaine ( + ) et au domaine ( + ). L'evolution de la microstructure induite par l'absorption d'hydrogene a pu etre observee au cours du processus d'activation. Le compose intermetallique et ses hydrures ont ete etudies par edxs (energy dispersive x-ray spectroscopy) et diffraction des rayons x. La nature des defauts generes dans le compose intermetallique et la precipitation des plaquettes d'hydrures ont ete observees en microscopie electronique en transmission et en microscopie electronique a balayage. Par une approche atomique, nous avons etabli une correlation entre les proprietes thermodynamiques et electroniques en etudiant par methode ab-initio les facteurs qui controlent la stabilite de ces hydrures et l'occupation preferentielle des sites interstitiels par l'hydrogene grace a une etude comparative de la structure electronique du compose intermetallique et de ses hydrures. Le calcul des energies totales nous a egalement permis de determiner les enthalpies de formation de ces composes. Ces valeurs theoriques sont en accord avec les resultats thermodynamiques experimentaux obtenus.