Effet des oxydes alcalino-terreux et les métaux de transitions sur les propriétés physiques des verres d’oxydes basés sur Sb₂O₃

Effect of alkaline earth oxides and transition metals on the physical properties of oxide glasses based on Sb₂O₃

• Auteur / Autrice : Malika Nouadji
• Direction : Marcel Poulain, Abdallah Attaf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Rennes 1 en cotutelle avec Université Mohamed Khider (Biskra, Algérie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes ; 1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antimoine -- Composés

Élasticité

Oxydes alcalinoterreux

Propriétés thermiques

Verre

Résumé

Des études récentes sont faites sur les verres d’oxydes à base d’antimoine et notre but est d’étudier l’effet des oxydes alcalino-terreux et les métaux de transition sur les propriétés physiques des verres à base Sb₂O₃. En premier lieu, les domaines de composition vitreuse ont été établis pour divers systèmes binaires ainsi que pour les systèmes ternaires Sb₂O₃-BaO-MO (M= Zn, Cd, Mn) et Sb₂O₃-PbO- M’O (M’= Zn, Mn, Cd, Ba). Le caractère vitreux des échantillons a été confirmé par l’observation microscopique, et l’analyse calorimétrique mettant en évidence le phénomène de transition vitreuse. Les températures caractéristiques ont été mesurées pour un très grand nombre d’échantillons. Elles concernent, outre la transition vitreuse, le début de cristallisation, et la cristallisation et ainsi formées. L’évolution de ces températures avec la composition a été menée suivant des lignes sélectionnées dans le diagramme ternaire. Par ailleurs, les facteurs de stabilité calculés à partir ces températures ont permis de définir les compositions les plus stables vis-à-vis de la dévitrification. Ensuite l’étude se concentre sur l’étude des propriétés physiques et optiques de verres appartenant au système ternaire Sb2O3-PbO-MnO en définissant deux lois de composition de formule générale : (80-x)Sb₂O₃-20PbO-x MnO et (70-x)Sb2O3-(30-x)PbO-2xMnO. Cette étude a permis de déterminer l’influence de la teneur en manganèse sur la température de transition vitreuse, le coefficient de dilatation thermique, la microdureté Vickers et le module d’Young, l’indice de réfraction. Cette évolution est expliquée par l’accroissement de l’énergie de cohésion du verre, elle -même liait aux valeurs respectives des énergies de liaison chimiques.

Recent studies are made on the oxide glasses based on antimony and our aim is to study the effect of alkaline earth oxides and transition metals on the physical properties of glasses bases Sb₂O₃. First, the glass composition ranges were established for various binary system and for ternary systems Sb₂O₃- BaO-MO (M = Zn, Cd, Mn) and Sb₂O₃ PbO-M’O (M’ = Zn, Mn, Cd, Ba). The glassy nature of the samples was confirmed by microscopic observation and calorimetric analysis highlighting the phenomenon of glass transition. The characteristic temperatures were measured for a large number of samples. These include, besides the glass transition, the beginning of crystallization, and crystallization and thus formed. The evolution of these temperatures with composition was conducted along lines selected in the ternary diagram. Moreover, the stability factors calculated from these temperatures have helped to define the compositions of the most stable vis-à-vis the devitrification. Then the study focuses on the study of physical and optical properties of glasses belonging to the ternary system Sb₂O₃-PbO-MnO by defining two composition laws of general formula (80-x)- Sb₂O₃ -20PbO-x MnO and (70 -x) Sb₂O₃-(30-x) PbO-2xMno. This study determined the influence of manganese content on the glass transition temperature, the thermal expansion coefficient, Vickers micro hardness and Young's modulus, the refractive index. This evolution is explained by the increase in the cohesive energy of the glass, itself linked to the respective values ​​of chemical binding energies.