La diffraction des rayons X : un outil pour l'étude des réactions solides-gaz (avantages et développements)

L'oxydation du zirconium a 850°C sous oxygene (ou air) est un processus pour lequel les analyses aux rayons X presentent un grand interet (analyses de phases, textures, contraintes): en effet, dans cette reaction, des interactions entre processus chimiques (diffusion des especes, croissance d'une couche d'oxyde) et physiques (microstructuration de la couche d'oxyde texture, contraintes mecaniques dans le composite metal-oxide) sont observees. Le produit resultant de l'oxydation contient deux phases, ZrO 2 monoclinique majoritaire et ZrO 2 quadratique. Les analyses DRX ont etabli les resultats suivant: 1) analyse de phases: la DRX en incidence variable revele la presence d'un gradient de phase au sein de la couche d'oxyde. 2) goniometrie de texture: l'inhomogeneite de la texture de ZrO 2 monoclinique apparait grâce aux analyses effectuees en incidence variable (fig. 1). 3) goniometrie de contraintes: de nombreuses relaxations des contraintes de compression regnant dans le materiau, interviennent regulierement au cours de l'oxydation. Elles ont ete correlees a des accidents morphologiques et cinetiques visualises par d'autres techniques L'ensemble de ces resultats permet de proposer un mecanisme d'evolution structurale dans la couche d'oxyde au cours de la reaction. Il demontre egalement l'interet de la DRX dans le cadre des recherches en cinetique heterogene.