Abstract FR:

Bien que l'effet benefique de l'yttrium sur la resistance a l'oxydation d'alliages formeurs d'une couche d'alumine soit bien connu, les mecanismes par lesquels cet element agit ne sont toujours pas clarifies. Notre etude a donc eu pour objectif de preciser le mecanisme d'action de l'yttrium sur la microstructure (met), la population de defauts dans l'alumine (exafs) et sur ses proprietes de transport. Nous avons essentiellement travaille sur des alumines elaborees par frittage avec des taux de dopage en yttrium variables. D'un point de vue microstructural, lorsque l'yttrium est reparti de facon homogene, on observe une taille de grains homogene et plus faible que celle de l'alumine non dopee: 1) pour les echantillons ayant une teneur >0,03% mol y#2o#3, la majeure partie de l'yttrium se trouve precipitee sous forme de grenat d'yttrium y#3al#5o#1#2; le grossissement des grains d'alumine se trouve alors ralenti au cours de traitements de recuits a hautes temperatures; 2) la limite de solubilite apparente de l'yttrium, a t=1550c, a tres basse pression partielle d'oxygene, est voisine de 0,03% mol y#2o#3. Mais, la teneur relative de l'yttrium dans le volume (cv), et dans les joints de grains (cj), est environ cj/cv50, ce qui conduit a une limite de solubilite dans le volume de l'ordre de 7 ppm; 3) au cours de traitements de recuit sous air a haute temperature, l'yttrium est entraine a la surface libre de l'echantillon; 4) l'yttrium dissout en volume est sur des sites cationiques. Il cree localement des lacunes d'oxygene et des ions oxygene en position interstitielle. La position des ions aluminium proches voisins de l'yttrium n'est pas modifiee, mais leur nombre est diminue. Les resultats concernant les proprietes de transport a l'equilibre thermodynamique montrent que: 1) aux fortes pressions d'oxygene, l'yttrium augmente la conductivite (et inversement aux basses po#2). Mais, la presence du silicium dans les alumines faiblement dopees diminue de facon significative la conductivite; 2) aux po#2 elevees, le materiau est conducteur ionique; l'yttrium se comporte dans l'alumine comme un element donneur. Cet effet est attribue a la taille de l'yttrium. Etant donne la forte energie d'ionisation des electrons de valence de l'ion y#3#+, comparativement a celle de l'ion oxygene o#2#, l'espece responsable du caractere donneur est alors l'ion oxygene. La comparaison entre la diffusion par traceur et les resultats de conductivite ionique (sous air) indique d'une part que les defauts majoritaires sont presents sur le sous-reseau cationique et, d'autre part, que la conductivite electrique de l'alumine non dopee a un caractere ionique preponderant. La comparaison de l'heterodiffusion et de la diffusion chimique montre que les valeurs des coefficients de diffusion chimique sont comparables aux coefficients d'heterodiffusion intergranulaires. Ceci suppose que la diffusion chimique est controlee par le transport des cations le long des joints de grains