thesis

Relation entre l'autodiffusion et le mecanisme de croissance des couches d'oxyde de chrome. Effet de l'yttrium

Defense date:

Jan. 1, 1996

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Institution:

Paris 11

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Abstract FR:

L'objectif de cette etude consistait a clarifier le mecanisme de croissance de couches de cr#2o#3 sur la base de donnees diffusionnelles. Aussi, les coefficients d'autodiffusion, en volume (d#v) et dans les joints (d#j), entre 700-900c, par echange isotopique #1#8o#2#-#1#6o#2 et #5#4cr#-#5#2cr, ont ete determines simultanement dans l'oxyde cr#2o#3 massif (mono- et polycristaux) et dans les couches de cr#2o#3 formees par oxydation d'un alliage ni#7#0cr#3#0 implante ou non en yttrium. Des etudes morphologiques et analytiques montrent que les couches sont compactes et que les impuretes les plus importantes dans le polycristal et la couche sont ca, ni ou si. Pour les couches dopees en yttrium, des precipites, ycro#3 ou y#2o#3, sont observees. Les resultats de la cinetique d'oxydation montrent que la couche de cr#2o#3 se comporte comme un semiconducteur de type p et que l'yttrium diminue la vitesse d'oxydation. Les profils de diffusion sont etablis par sims et verifies par analyse par reaction nucleaire. La 1#e#r#e partie des profils de diffusion dans cr#2o#3 polycristallin est attribuee a la diffusion apparente, d#a#p#p=(1-f). D#v+f. D#j, f etant la fraction d'atomes qui diffusent dans les joints, et la deuxieme partie est attribuee a la diffusion intergranulaire. En plus, en tenant compte de la rugosite de la surface des couches, un modele de convolutions est propose pour calculer la valeur de f. Avec ces deux modifications, il ressort alors que d#v dans les couches est proche de celui dans l'oxyde massif et que d#j dans les couches est un peu plus grand que celui dans les polycristaux massifs. Par ailleurs, d#o#v et d#c#r#v sont voisins et d#c#r#j est legerement plus grand que d#o#j. La presence d'yttrium diminue d#c#r#j et d#o#j, mais augmente d#o#v. En comparant les constantes paraboliques d'oxydation determinee experimentalement et calculee a partir de nos coefficients de diffusion, il apparait que la croissance des couches de cr#2o#3 dopees ou non en yttrium s'effectue par diffusion a contre courant, en volume et dans les joints, du chrome et de l'oxygene, la diffusion intergranulaire etant predominante