thesis

Application de l'analyse de Kramers-Kronig à la modélisation de spectres infrarouge. Caractérisation de couches de conversion solaire et de kaolins

Defense date:

Jan. 1, 1997

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Institution:

Rouen

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Abstract FR:

L'analyse de Kramers-Kronig est utilisée de façon intense pour déterminer les constantes optiques n et k. Cependant, cette théorie est peu utilisée lors d'études de spectres de réflexion, obtenus à partir de poudres. Cette étude a permis de montrer qu'elle pouvait être utilisée avec succès pour déterminer les constantes optiques de quelques chromites xCr2O4 (avec x=Fe, Ni, Mn, Cu et Zn) en poudre à partir des spectres de transmission. . L'oxydation thermique de couches de conversion solaire, obtenues par traitement chimique sur des aciers ferritiques (Z6CNb17 et Z8Cat17), ont été étudies par spectrométrie infrarouge, CEMS, diffraction des rayons X et MEB-EDS. Les couches obtenues sur l'acier ferritique Z6CNb17 montrent des propriétés optiques stables jusqu'à 450°C. Entre 400 et 500°C, les couches sont constituées d'hématite -Fe2O3 et d'une faible quantité de Fe3-xCrxO4. Les traitements thermiques supérieurs à 500°C provoquent l'épaississement et la formation d'une couche complexe, contenant en plus des oxydes précités, l'oxyde de chrome Cr2O3 et une phase spinelle du type MnCr2-xFexO4. L'utilisation d'un acier plus réfractaire (Z8Cat17) améliore de façon sensible les propriétés optiques est démontrée jusqu'à 700°C. Entre 400 et 600°C, l'épaisseur des couches demeure constante (200 nm) et sont constituées d'hématite -Fe2O3. A 700°C, l'oxydation du substrat conduit à la formation d'une structure duplex. La couche externe est composée d'hématite, alors que la couche interne est constituée d'oxydes d'aluminium et de titane. Au-dessus de 700°C, l'oxydation du substrat induit la formation d'oxydes mixtes de titane, fer et de chrome (Fe2TiO5, CrTiO5, Fe2Ti3O9), par réaction entre TiO2 et la phase rhomboédrique. Trois variétés de kaolins ont été examinées par spectrométrie Mössbauer, UV-VIS, PIR et infrarouge. Il a été établi que la majorité du fer présent était précipitée sous forme de petites particules de -FeOOH a la surface des kaolins. Cependant, une fraction non négligeable en fer est associée au réseau de la kaolinite en substitution des ions aluminium. Après un traitement de deferrification, il a été montré que seule la partie située en surface était susceptible d'être extraite, tandis que le fer associé au réseau n'était aucunement affecté.