Cinétique d’oxydation du nitrure de zirconium

I. — Étude en symétrie plane

(ERA n° 539 du CNRS « Céramiques Nouvelles, type Nitrure », Laboratoire de Chimie Minérale et Cinétique Hétérogène, Faculté des Sciences, 123, rue Albert-Thomas, 87100 Limoges.), France.

Résumé

On étudie le comportement de plaquettes de nitrure de zirconium ZrN_0,93 traitées entre 625 et 800 °C sous une pression d'oxygène comprise entre 10 et 730 torr.

La réaction d’oxydation conduit à la formation de zircone monoclinique accompagnée de zircone cubique ou quadratique à l’état de traces. Les courbes cinétiques d’allure sigmoïde se traduisent par la loi de vitesse

[math]

Bien qu’un modèle de type Prout et Tompkins fournisse une bonne représentation des phénomènes, les observations morphologiques effectuées parallèlement à l’étude cinétique indiquent une transformation régie par un processus d’interface, ce que confirme la loi de vitesse en fonction de la pression.

Abstract

The oxidation behavior of ZrN_0,93 plates has been investigated at temperatures in the range 625-800 °C in oxygen over the pressure range 10-730 torr.

The reaction product consists of monoclinic zirconia accompanied with trace amounts of cubic or tetragonal zirconia. file oxydation obeys sigmoidal kinetics well described by a rate law of tile form

[math]

Although the kinetic results are well interpreted by a trout and Tompkins type model, the morphological obser- vations suggest a transformation governed by a phase boundary reaction, this being confirmed by the oxygen pressure dependence of the rate law.