Données nouvelles sur la dynamique de l’évolution des systèmes lanthanide trivalent + hydrogène

Équipe de Recherche Associée au CNRS. « Processus physicochimiques à l’interface solide-fluide ». Laboratoire de Physique quantique de l'ESPCI, 10, rue Vauquelin, 75231 Paris Cedex 05, FranceLaboratoire de Chimie Physique de l'Université Pierre et Marie Curie, 11, rue Pierre et Marie Curie, 75231 Paris Cedex 05, France.

Résumé

L’évolution à 600 C du système lanthane-hydrogène vers l'équilibre thermodynamique, dans le domaine de coexistence des phases α (solution solide) et β (dihydrure) est suivie globalement par des mesures de cinétique d’absorption. La considération des propriétés d'échange caractéristiques des systèmes hydrurés et des données relatives à la dynamique intraréti- culaire pour les phases présentes conduit à une tentative d’interprétation invoquant deux types de processus réactionnels de surface, avec intervention probable comme régulateurs de l’évolution du système de processus de création de. défauts ponctuels spécifiques des différents régimes observés. Certaines corrélations permettent de rendre compte qualitativement de conclusions déduites de la comparaison de. paramètres déterminés lors d’une succession d’hydrurations partielles.

Abstract

The evolution towards thermodynamic equilibrium at 600 C of the lanthanum + hydrogen system is investigated for the solid solution α + lanthanum dihydride two-phase domain. Rates of absorption and desorption were measured for different hydrogen/metal ratios of the system, at a constant volume; three different modes were observed in the first case, two in the second one. Taking into consideration the characteristic exchange properties of the hydrogenated system and data related to the internal lattice dynamics of the solid phases, an interpretation of the absorption kinetics is suggested, which, apart from the surface reaction mechanism involved, implies that specific processes, for each different mode, play a part as rate determining steps in the dynamics of the evolution of the system under consideration, namely the formation of defects from the hydrogen octaedral and tetraedral sublattices, and the formation of Schottky defects from the lanthanum sublattice. Rate measurements for partial additions of hydrogen made successively as the hydride formation proceeds are correlated with factors controlling the surface reaction step, such as dislocation emergencies and impurities.