Cinétique d'oxydation du fer par la vapeur d'eau en symétrie cylindrique dans l'intervalle 800-1 000°C

Laboratoire de Chimie Minérale et Cinétique Hétérogène, LA 320, CNRS ; Université de Limoges, 123, Avenue Albert Thomas, 87060 Limoges, Cedex.

Résumé

Le mécanisme de l'oxydation du fer en atmosphère mixte de vapeur d'eau et d'hydrogène dans le domaine de stabilité de la wüstite est régi, en symétrie cylindrique comme en symétrie plane, par une réaction d'interface externe puis par la diffusion au-delà d'un degré d'avancement de 35 %.

Dans le cas de la symétrie cylindrique, toutefois, il apparaît de profondes modifications de la cinétique qui se traduisent par une accélération de l'étape inter faciale initiale et un ralentissement du processus diffusionnel. De telles perturbations, qui résultent de la géométrie des échantillons, semblent attribuables à un développement plus marqué des contraintes mécaniques dans le revêtement d'oxyde.

Abstract

Iron oxidation mechanism in hydrogen — water vapor mixtures, under wüstite stability conditions, is first controlled by a reaction at the outer interface, then followed by diffusion regulation after 35 % of reaction advancing, in both cylindrical and plane geometries.

However, significant kinetic modifications occur for cylindrical symmetry, which accelerates the initial interfacial period and slows down the diffusional process. These alterations, arising from specimen geometry, seem to be imputable to an important development of mechanical stresses within the wüstite layer.