| Titre : | Synthèse et caractérisation de nouveaux verres à base d’oxysulfure d’antimoine |
| Auteurs : | Rachid Makhloufi, Auteur ; Ahmed BOUTARFAIA, Directeur de thèse |
| Type de document : | Thése doctorat |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2017 |
| Format : | 1 vol. (202 p.) |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | Verres Oxysulfure d’antimoine, températures caractéristiques, stabilité thermique,dévitrification, propriétés physicochimiques, structure locale. |
| Résumé : |
Nouveaux verres d'oxysulfure d’antimoine ont été préparés et caractérisés. L’état vitreux a été exploré dans les systèmes binaires Sb2S3-MmOn et dans les systèmes ternaires Sb2S3-Sb2O3-MmOn (M = Cu+1 , Pb+2 , Sn+2 , Zn+2 , Ba+2 , In+3 , Bi +3 , V+5 et PO3 - ). Selon la composition et la nature du cation M, la température de transition vitreuse, Tg, se situe entre 190 et 290 °C, la température de cristallisation, Tc, se situe entre 243 et 442 ° C et le facteur de stabilité Tc-Tg est compris entre 23 et 170 °C. Les propriétés optiques des verres élaborés ont été mesurées. Ils apparaissent généralement noirs, la coupure multi phonon de l'absorption infrarouge s'étend jusqu'à environ 12 μm. La structure locale des verres dans le système Sb2S3-Sb2O3-NaPO3 a été discuté en se basant sur les mesures par spectroscopie micro Raman et MAS RMN du 31P. |
| Sommaire : |
INTRODUCTION GÉNÉRALE……..……………………………………………………………1 CHAPITRE I : MISE AU POINT BIBLIOGRAPHIQUE. I.1. INTRODUCTION ......................................................................................................... 4 I.2. DEFINITION DE L’ETAT VITREUX ......................................................................... 5 I.2.1. Aspect thermodynamique ....................................................................................... 5 I.2.1.1. La transition vitreuse ....................................................................................... 5 I.2.2. Aspect structural ................................................................................................... 10 I.2.2.1. Du cristal au verre ......................................................................................... 10 I.2.2.2. Solides non-cristallins : verre ou solide amorphe ?........................................ 12 I.3. CONDITIONS CINETIQUES DE VITRIFICATION ................................................ 13 I.3.1. La trempe .............................................................................................................. 14 I.4. CONSTITUANTS D’UN VERRE .............................................................................. 15 I.4.1. Les formateurs de réseau ....................................................................................... 15 I.4.2. Les modificateurs de réseau .................................................................................. 15 I.4.3. Les composés intermédiaires ................................................................................ 15 I.5. RELATION PROPRIETES – STRUCTURE – COMPOSITION ............................... 16 I.6. LES GRANDES FAMILLES DE VERRES ................................................................ 18 I.6.1. Verres d’oxydes .................................................................................................... 18 I.6.2. Verres d’halogénures ............................................................................................ 18 I.6.3. Verres de Chalcogénures ...................................................................................... 19 I.6.4. Verres Métalliques ................................................................................................ 19 I.7. SULFURE ET OXYDE D’ANTIMOINE ................................................................... 20 I.7.1. Sulfure d’antimoine Sb2S3 .................................................................................... 21 I.7.1.1. Sb2S3 cristallin ............................................................................................... 21 I.7.1.2. Sb2S3 Vitreux ................................................................................................. 24 I.7.2. Oxyde d’antimoine Sb2O3 ..................................................................................... 24 I.7.2.1. Sb2O3 cristallin .............................................................................................. 24 I.7.2.2. Sb2O3 vitreux ................................................................................................. 26 I.7.3. Kermésite Sb2S2O ................................................................................................. 26 I.8. RAPPELS SUR LES STRUCTURES ÉLÉMENTAIRES DES PHOSPHATES ....... 27 I.8.1. Tétraèdres Q3 I.8.2. Tétraèdres Q2 I.8.3. Tétraèdres Q1 I.8.4. Tétraèdres Q0 Références bibliographiques................................................................................................ 30 CHAPITRE II : SYNTHESE ET TECHNIQUES EXPERIMENTALES DE CARACTERISATION II. 1. SYNTHESE DES VERRES ……………………..…………………………………………34 II. 1. 1. Choix du creuset ............................................................................................................. 34 II. 1. 2. Produits de départ commerciaux .................................................................................... 35 II. 1. 3. Procédure de synthèse des verres ................................................................................... 35 II. 2. CARACTERISATION DES VERRES .................................................................................. 37 II. 2. 1. Caractérisations thermiques............................................................................................. 37 II. 2. 1. 1. Calorimétrie différentielle à balayage « DSC » ...................................................... 37 II.2.1.2. Températures caractéristiques : Tg, Tc, Tp et Tf .......................................................... 38 II.2.1.3. Critères de stabilité thermique ................................................................................... 41 II.2.2. Caractérisation Thermo Mécanique (TMA) ..................................................................... 42 II. 2. 3. Masse volumique « ρ » ................................................................................................... 43 II.2.4. Caractérisation par diffraction des rayons X (DRX) ....................................................... 45 II.2.5. Microscopie électronique à balayage « MEB » ................................................................ 48 II.2.6. Spectroscopie de dispersion des rayons X «EDS » ......................................................... 48 II.2.7. Spectroscopie Infra rouge (FTIR) ..................................................................................... 49 II.2.8. Spectroscopie Raman ....................................................................................................... 50 II.2.8.1. Principe....................................................................................................................... 50 II.2.8.2. Préparation des échantillons ...................................................................................... 52 II.2.8.3. Conditions expérimentales d’acquisition ................................................................... 52 II.2.9. Résonance magnétique nucléaire ...................................................................................... 54 II.2.9.1. Principe ...................................................................................................................... 54 II.2.9.2. Préparation des échantillons ...................................................................................... 56 II.2.9.3. Conditions expérimentales d’acquisition ................................................................... 56 Références bibliographiques............................................................................................................ 58 CHAPITRE III : LES VERRES BINAIRES A BASE DE SULFURE D’ANTIMOINE III.1. INTRODUCTION................................................................................................................... 60 III.2. SULFURE D’ANTIMOINE Sb2S3 VITREUX ...................................................................... 61 III.2.1. Synthèse .......................................................................................................................... 61 III.2.2. Propriétés thermiques ...................................................................................................... 63 III.2.3. Masse volumique ............................................................................................................. 64 III.3. SYSTÈMES BINAIRES (100-X) Sb2S3 – X MmOn ............................................................... 64 III.3.1. Domaines vitreux ............................................................................................................ 64 III.3.2. Système binaire (100-X) Sb2S3 – X Cu2O ....................................................................... 66 III.3.3. Système binaire Sb2S3 – SnO .......................................................................................... 69 III.3.4. Système binaire Sb2S3 – Sb2O3 ........................................................................................ 72 III.3.4.1. Propriétés thermiques ............................................................................................... 72 III.3.4.2. Masse volumique ...................................................................................................... 76 III.3.4.3. Spectroscopie Micro-Raman .................................................................................... 78 III.3.4. Autres systèmes binaires Sb2S3 – MmOn .......................................................................... 82 III.4. Systèmes binaires Sb2S3 – NaPO3 et Sb2O3 – NaPO3 ............................................................. 87 III.4.1. Domaines vitreux ............................................................................................................ 87 III.4.2. Propriétés thermiques ...................................................................................................... 88 III.4.3. Masse volumique ............................................................................................................. 91 III.4.4. Étude structurale par MAS-RMN du noyau 31P .............................................................. 92 III.5. CONCLUSION....................................................................................................................... 98 Références bibliographiques............................................................................................................ 99 CHAPITRE IV : LES VERRES TERNAIRES A BASE D’OXYSULFURE D’ANTIMOINE IV.1.INTRODUCTION…………………………………………………………………………...103 IV.2. MODE OPERATOIRE......................................................................................................... 104 IV.3. SYSTÈME TERNAIRE Sb2S3 – Sb2O3 – ZnO .................................................................... 105 IV.3.1. Domaine vitreux ........................................................................................................... 105 IV.3.2. Propriétés thermiques ................................................................................................... 105 IV.3.2.1. Compositions X Sb2S3 – (90-X) Sb2O3 – 10 ZnO ................................................. 105 IV.3.2.2. Compositions X Sb2S3 – (80-X) Sb2O3 – 20 ZnO .................................................. 108 IV.3.3. Masse volumique .......................................................................................................... 110 IV.4. SYSTÈME TERNAIRE Sb2S3 – Sb2O3 – (½Zn, ½Ba)O ..................................................... 111 IV.4.1. Domaine vitreux. ........................................................................................................... 111 IV.4.2. Propriétés thermiques ................................................................................................... 112 IV.4.2.1. Compositions X Sb2S3 - (95-X) Sb2O3 - 05 (½Zn, ½Ba)O ................................... 112 IV.4.2.2. Compositions X Sb2S3 - (90-X) Sb2O3 - 10 (½Zn, ½Ba)O ................................... 114 IV.4.3. Masse volumique et dilatation thermique ..................................................................... 117 IV.4.3.1. Compositions X Sb2S3 - (95-X) Sb2O3 - 05 (½Zn, ½Ba)O ................................... 117 IV.4.3.2. Compositions X Sb2S3 - (90-X) Sb2O3 - 10 (½Zn, ½Ba)O ................................... 118 IV.5. SYSTÈME TERNAIRE Sb2S3 – Sb2O3 – V2O5 ................................................................... 120 IV.5.1. Domaine vitreux ........................................................................................................... 120 IV.5.2. Propriétés thermiques ................................................................................................... 120 IV.6. SYSTÈME TERNAIRE Sb2S3 – Sb2O3 – NaPO3 ................................................................ 123 IV.6.1. Domaine vitreux ........................................................................................................... 123 IV.6.2. Propriétés thermiques ................................................................................................... 124 IV.6.2.1. Compositions 05 Sb2S3 - (95-X) Sb2O3 - X NaPO3 ............................................... 124 IV.6.2.2. Compositions 10 Sb2S3 - (90-X) Sb2O3 - X NaPO3................................................ 126 IV.6.2.3. Compositions 15 Sb2S3 - (85-X) Sb2O3 - X NaPO3................................................ 128 IV.6.2.4. Compositions 20 Sb2S3 - (80-X) Sb2O3 - X NaPO3................................................ 130 IV.6.2.5. Autres compositions du système Sb2S3 - Sb2O3 - NaPO3 ...................................... 132 IV.6.3. Masse volumique et dilatation thermique ..................................................................... 132 IV.6.3.1. Compositions 05 Sb2S3 - (95-X) Sb2O3 - X NaPO3................................................ 132 IV.6.3.2. Compositions 10 Sb2S3 - (90-X) Sb2O3 - X NaPO3................................................ 134 IV.7. MICROANALYSE CHIMIQUE ......................................................................................... 135 IV.8. SPECTROSCOPIE INFRAROUGE .................................................................................... 137 IV.9. SPECTROSCOPIE Micro RAMAN .................................................................................... 139 IV.10. SPECTROSCOPIE MAS-RMN ........................................................................................ 150 IV.10.1. Effet d’oxyde d’antimoine ..................................................................................... 158 IV.10.2. Effet de sulfure d’antimoine ....................................................................................... 159 IV.11. CONCLUSION .................................................................................................................. 162 Références bibliographiques.......................................................................................................... 163 CHAPITRE V : ETUDE DE LA RECRISTALLISATION DES VERRES. V.1. INTRODUCTION ................................................................................................................. 166 V.2. LA CRISTALLISATION DES VERRES ............................................................................. 166 V.2.1. Rappels théoriques ......................................................................................................... 166 V.2.2. Etude isotherme de la recristallisation ............................................................................ 170 V.2.2.1. Détermination de l’exposant d’Avrami n ................................................................ 170 V.2.3. Etude pseudo-isotherme de la recristallisation ............................................................... 172 V.2.3.1. Détermination de l’exposant d’Avrami n ................................................................ 172 V.2.3.2. Détermination de l’énergie d’activation Ea ............................................................. 174 V.2.4. Etude non-isotherme de la recristallisation .................................................................... 174 V.3. RESULTATS ET DISCUSSION .......................................................................................... 177 V.3.1. Sb2S3 vitreux ................................................................................................................... 177 V.3.1.1. Détermination de l’énergie d’activation « Ea » ........................................................ 177 V.3.1.2. Détermination de l’indice d’avrami « n »................................................................. 180 V.3.2. Système Sb2S3 - Sb2O3 – (Zn,Ba)O ................................................................................ 184 V.3.2.1. Détermination de l’énergie d’activation « Ea » ........................................................ 185 V.3.2.2. Détermination de l’indice d’avrami « n »................................................................. 186 V.3.3. Système Sb2S3 - Sb2O3 – NaPO3 ..................................................................................... 193 V.3.3.1. Détermination de l’énergie d’activation « Ea » ........................................................ 193 V.3.3.2. Détermination de l’indice d’avrami « n »................................................................. 194 V.4. CONCLUSION :.................................................................................................................... 198 Références bibliographiques.......................................................................................................... 199 CONCLUSION GÉNÉRALE ..................................................................................................... 201 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/3431/1/Th%C3%A8se%20doctorat%20RM.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TCH/55 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
