Etude par spectrometrie de masse haute temperature du systeme Al2O3-C

Thse de Doctorat de l'anne 2004 dans le domaine Ingnierie - Gnie chimique, Institut polytechnique de Grenoble, cours: Science et Genie des Materiaux, langue: Franais, rsum: Rsum:

L'tude de la vaporisation du systme Alumine-Graphite sous vide a t ralise par spectromtrie de masse haute temprature avec cellule d'effusion, en relation avec l'analyse thermodynamique du fonctionnement d'un four de coule de superalliages. La critique des donnes thermodynamiques de la littrature a permis d'extraire des valeurs d'entropie et d'enthalpie de formation pour le compos Al4CO4. Les diffrentes volutions de la technique spectromtrique pour mener bien cette tude sont exposes. Les concepts de coefficients d'vaporation et de condensation qui dcrivent les tats de non quilibre ont t revisits et adapts l'tude du systme Alumine-Graphite. La dtermination de ces coefficients pour les espces gazeuses majoritaires Al, CO et Al2O a t faite pour des mlanges de poudres mais aussi pour des chantillons surfaciques sans contact.


Abstract:

The study of Alumina-Graphite vaporization under vacuum has been performed by using high temperature Knudsen cell mass spectrometry. Additionally, a thermodynamic analysis of the operating conditions of a superalloy casting furnace is realized. A critical investigation of literature thermodynamic data allows us to extract values of entropy and formation enthalpy of the Al4CO4 solid compound. Different methodological improvements of the spectrometric technique are presented. Evaporation and condensation coefficients used to describe non equilibrium vaporization states are explained and applied to the study of Alumina-Graphite system. The determination of these coefficients for the major gaseous species Al, CO and
Al2O is carried out for powder mixtures and also for different Alumina-Graphite surface ratios without direct contact.