Etude thermodynamique et structurale des alliages binaires et ternaires du ruthénium avec le silicium, le germanium et l'étain et de leur stabilité dans l'air et l'oxygène
Abstract
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Les 3 diagrammes de phases des systèmes binaires ruthénium-silicium, ruthénium-germanium et ruthénium-étain ont été révisés grâce aux techniques d'analyse thermique différentielle, de diffraction des rayons x et de dosage par microsonde. La plupart des composés intermédiaires évoqués par la littérature ont été confirmés et leurs structures ont été affinées par la méthode de rietveld. Dans le système ruthénium-silicium, cinq des six phases répertoriées ont été clairement mises en évidence : ru#2si, ru#4si#3, rusi (type cscl et fesi) et ru#2si#3 (ces trois dernières présentant des températures de décomposition supérieures à 1720c). Lors de l'étude du système ruthénium-germanium, toutes les transformations invariantes trouvées sont de type eutectique. L'existence et la structure cristalline des deux germaniures à fusion congruente ont été confirmées : ru#2ge#3, orthorhombique, t#f = 1551 (5) c et ruge cubique, t#f = 1505 (5) c. Une modélisation numérique de ce système a été effectuée grâce au logiciel nancyun. Deux composés ont été mis en évidence lors de notre investigation du système binaire ruthénium-étain : la phase ru#2sn#3 (tetragonale) présentant une décomposition peritectique à une température de 1266 (4) c et ru#3sn#7, un composé à fusion congruente (t#f = 1257 (2) c, de structure cubique. Les enthalpies de formation des composés ru#4si#3, rusi, ru#2si#3, ruge, ru#2ge#3, ru#2sn#3 et ru#3sn#7 ont été mesurées par calorimétrie de réaction directe à haute température et les capacités thermiques molaires de six parmi ces derniers ont été mesurées par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) entre la température ambiante et 800c. Les limites de stabilité sous air et oxygène de la plupart des composés binaires ont été estimées par DSC, atd/tg et xrd. L'absence à 900c de composés strictement ternaires a été mise en évidence lors de l'étude des relations entre phases solides dans les systèmes ru-si-ge, ru-si-sn et ru-ge-sn et les extensions des composés binaires dans les champs ternaires ont été précisées.
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