Préparation, caractérisation et réactivité de microcristeux d'oxydes de Nickel-chrome : Effet de la ségrégation thermique du chrome sur la stabilité, la morphologie et la réaction de surface de l'oxyde

Abstract

Une famille de microcristaux d’oxydes de Nikel-chrome avec une excellente homogénéité de composition chimique (taux de chrome [Cr] de 0 à 21 at%) a été synthétisée à partir des hydroxydes mixtes. Leurs propriétés superficielles et volumiques ont été systématiquement déterminées après traitement sous oxygène ou argon pendant 24 heures à haute température (Tox) comprise entre 1000 et 1470 °C. Une partie du chrome solubilisé à haute température peut rester en sursaturation dans la phase cfc après temps. La taille moyenne des cristallites croît fortement avec [Cr], Tox et Po₂. Leur morphologie et leur cristallographie superficielle, après traitement dans l’oxygène, dépendent fortement de [Cr]. Des facettes {100} et {111} se développent à faible taux de chrome et une sphérisation se produit au voisinage de la solubilité limite. La ségrégation thermique superficielle du chrome est peu affectée par Tox et Po₂. La cinétique de réduction dans l’hydrogène a température modérée des cristallites prétraitées à 11000 et 1470°C a été étudiée. La vitesse de croissance initiale des germes métalliques est inversement proportionnelle à la concentration de chrome à la surface. Le chrome en substitution dans le réseau cristallin inhibe aussi fortement la croissance de l’interface métal-oxyde dont l’énergie d’activation croît de 98 à 188 kJmol⁻¹ lorsque [Cr] passe de 0 à 2,2 at%, solubilité du chrome dans NiO à 1100°C.