Abstract FR:

D’un point de vue théorique, la nucléation est encore très mal décrite dans les silicates surfondus. La théorie est limitée par une description trop partielle du phénomène à une échelle très locale en cours de la transformation. L’étude présentée ici a pour objectif de réaliser le "film" à une échelle atomique des changements structuraux autour de Zr4+ utilisé comme agent de nucléation dans la matrice [MgO-Al2O3-SiO2]. Le comportement thermique de ces systèmes a précisément été enregistré par DSC haute performance, permettant une calibration rigoureuse des traitements thermiques de nucléation appliqués aux verres. Les changements structuraux induits par la nucléation dans ces derniers ont été suivis par spectroscopie d’absorption X, couplant études in situ et mesures sur échantillons trempés. Cette approche a été complétée par des observations en microscopie de transmission des électrons (conventionnel, haute résolution, et corrigés des aberrations), permettant de corréler la structure locale à courte/moyenne distance du matériau avec une observation de sa structure à moyenne/longue distance. La spectroscopie X montre que Zr4+ adopte une coordinance et un environnement peu commun dans la matrice du verre-parent. Il apparaît en coordinance 7, au lieu de la coordinance 6 qui lui est bien connue dans les matrices boro-silicatées. Son environnement montre la présence d’une corrélation Zr-Zr, interprétée comme une liaison préférentielle entre polyèdres ZrO7. Les observations "directes" de l’ordre à moyenne distance confirment cette interprétation et permettent de proposer un mécanisme de nucléation de ZrO2.