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Megchiche, El Hocine. Etude théorique de la migration de lacunes et de l'oxygène interstitiel dans le nickel solide soumis à un processus d'oxydation

Megchiche, El Hocine (2007) Etude théorique de la migration de lacunes et de l'oxygène interstitiel dans le nickel solide soumis à un processus d'oxydation.

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Résumé en francais

L'objet de cette thèse est l'étude des défauts ponctuels dans le nickel solide. Le choix de cette thématique est élaboré pour apporter des éléments d'information sur les processus de formation et de migration des monolacunes, bilacunes et de l'oxygène interstitiel dans Ni ; d'autre part d'éventuelles interactions entre ces défauts, primordiales pour la compréhension des mécanismes d'oxydation de Ni et de ses alliages sont abordées. Nous avons effectué nos calculs avec la DFT et l'approche PAW (Chapitre 1). La méthode est validée après l'étude des différentes propriétés physiques de Ni massif (Chapitre 2). Dans le chapitre 3, nous avons déterminé les enthalpies de formation et de migration des monolacunes. Nous avons montré qu'il fallait tenir compte des effets d'expansion thermique pour bien reproduire les résultats expérimentaux. Il ressort de cette étude que l'énergie d'activation des monolacunes est indépendante des effets d'expansion thermique et que la courbure du graphe d'Arrhenius d'autodiffusion dans Ni est dûe à la contribution des bilacunes dans le processus de diffusion. Le chapitre 4 est dédié à l'étude de la formation et de la migration de celles ci. On montre que la bilacune est stable, que son énergie de migration est faible, mais que son énergie d'activation est élevée. Dans le dernier chapitre, nous étudions les processus d'insertion et de migration de l'oxygène interstitiel dans Ni ainsi que les interactions monolacune-oxygène. On montre que l'oxygène atomique s'insère préférentiellement dans les sites octaédriques et migre via les sites tétraédriques. Par ailleurs, les résultats obtenus indiquent une forte attraction entre l'atome d'oxygène et les mono- ou bilacunes. Il est donc possible que la diffusion de lacunes facilite celle de l'oxygène par un processus par paires.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Barthelat, Jean-Claude
Amarouche, Mohand
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques (LCPQ), UMR 5626
Mots-clés libres :DFT - Nickel - Lacunes - Expansion thermique - Enthalpie de formation et migration - Diffusion - Energie d'insertion - Oxygène atomique
Sujets :Physique
Déposé le :19 Feb 2008 10:58