Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Dans le cas des solides réactifs, les couplages cinétique/mécanique, cinétique/composition ou cinétique/morphologie sont systématiquement responsables du comportement constaté. Cependant, l'étude des vitesses des réactions élémentaires avec la recherche de l'étape limitante ne suffit souvent pas à rendre compte des observations cinétiques expérimentales. C’est pourquoi la thermogravimétrie, méthode ancienne qui mesure les changements de masse d'un solide porté à une température élevée, fait toujours partie des dispositifs qui demeurent essentiels pour un suivi analytique expérimental des cinétiques. Le traitement analytique, quant à lui, fait l’objet de nombreuses études. Les modélisations proposées sont désormais bien reconnues pour ce qui est de la relation entre la morphologie du solide initial (plaques, poudres, fils...) et l'allure des thermogrammes.
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In the case of reactive solids the kinetic-mechanical, kinetic-composition, or kinetic-morphology couplings are systematically responsible for the observed behavior. However, the study of the speed of the elementary reactions with the search for the limiting stage does not often suffice when explaining experimental kinetic observations. This is the reason why the thermogravimetry, an age old method which measures the changes in the density of a solid heated at high temperatures remains one of the essential devises in order to carry out an experimental analytical follow-up of kinetics. The analytical treatment, on its part, is the object of a large number of studies. The reliability of the offered modeling is at this time fully recognized concerning the relationship between the morphology of the initial solid (plates, powders, wires, etc.)and the aspect of the thermograms.
Auteur(s)
-
Pierre LEFORT : Professeur à l'université de Limoges
-
Stéphane VALETTE : Maître de Conférences à l'université de Limoges
INTRODUCTION
La compréhension des mécanismes cinétiques des réactions doit s'apprécier dans une globalité qui implique, à parité, les caractérisations morphologiques cristallographiques, … et les mesures de vitesses réactionnelles. Les couplages cinétique/mécanique, cinétique/composition ou cinétique/morphologie sont systématiquement responsables du comportement constaté des solides réactifs. L'étude des vitesses des réactions élémentaires avec la recherche de l'étape limitante, pour essentielle qu'elle soit, traitée en [AF 3 688], ne suffit souvent pas à rendre compte des observations cinétiques expérimentales. C'est pourquoi, même si la thermogravimétrie demeure l'instrument principal des caractérisations cinétiques, cette branche des sciences physiques est en pleine évolution au plan expérimental, en relation avec les progrès actuels des appareillages de caractérisation. Des tentatives de modélisation de phénomènes complexes continuent d'être entreprises : on peut s'attendre également à des progrès dans ce domaine, avec l'augmentation des puissances de calcul, et, simultanément, avec les définitions de plus en plus fines des solides permises par les progrès de leur caractérisation.
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Évolution de la réactivité du solide
En anglais
3. Aspect global des mécanismes réactionnels des solides à haute température
Dans tout ce qui précède ([AF 3 688] et [AF 3 689]), l'accent a été mis sur les relations physico-chimiques des gaz avec les solides, et sur les processus élémentaires déterminant les vitesses des réactions correspondantes à haute température. Le solide formé a été supposé unique, inchangé tout au long de la durée de la réaction, et constituant une couche dense et homogène, barrière physique entre le solide réactif et le gaz réagissant, à toute température et pression. Le substrat réactif a été, lui aussi, considéré comme immuable dans sa composition et sa microstructure. Cette présentation possède l'avantage de permettre d'isoler les phénomènes physico-chimiques propres à la réactivité des solides. Mais pour avoir une vue plus réaliste et complète des mécanismes réactionnels, avec leurs implications cinétiques, il faut aussi prendre en considération les autres paramètres liés à la formation du produit, susceptibles de modifier, parfois radicalement, le comportement cinétique prévisible des matériaux tel que présenté dans les paragraphes précédents.
3.1 Influence des contraintes mécaniques in situ
En se situant toujours dans le cas simple de la réaction :
( 48 )
il convient d'examiner un peu plus précisément ce qui se passe à l'interface interne, c'est-à-dire à la surface de séparation entre le solide M et le solide MG.
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Aspect global des mécanismes réactionnels des solides à haute température
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BARRET (P.) - Cinétique hétérogène. - Gautier-Villars, Paris (1973).
-
(2) - KOFSTAD (P.) - High Temperature Corrosion. - Elsevier, London, (1988).
-
(3) - SARRAZIN (P.), GALERIE (A.), FOULETIER (J.) - Les mécanismes de la corrosion sèche. Une approche cinétique. - EDP Sciences, Grenoble (2000).
-
(4) - SOUSTELLE (M.) - Cinétique hétérogène. - Tome 1, Hermès-Lavoisier, Paris (2006 ), tome 2, Hermès-Lavoisier (2006 ), tome 3, Hermès-Lavoisier, Paris (2006 ), tome 4, Hermès-Lavoisier, Paris (2007).
-
(5) - LECOMPTE (J.P.) - Contribution à l"étude du frittage sous charge du Nitrure d"Aluminium. - Thèse de doctorat, Université de Limoges (1982).
-
(6) - ROUQUEROL (J.) - * - Thermochim. Act.,...
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Thermobalances
SETARAM France http://www.setaram.fr
LINSEIS Allemagne http://www.linseis.com
RIGAKU Japon http://www.rigaku.com
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Journées d'Étude sur la Cinétique Hétérogène JECH, seule manifestation en français, de tenue annuelle dans différentes villes françaises (Grenoble, Dijon, Toulouse, Paris, Saint-Étienne sans oublier Limoges et quelques autres http://www.emse.fr/jech40
International Symposium on High Temperature Corrosion and Protection of Materials, Congrès qui se tient tous les 4 ans dans l'île des Embiez (Marseille) http://www.htcpm-2008.uhp-nancy.fr/
European Symposium of Thermal Analysis and Calorimetry (ESTAC) qui s'est tenu en 2006 à Cracovie, et se tiendra en 2010.
International Congress on Thermal Analysis and Calorimetry ICTAC http://www.ictac.org
...
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