Influence des contraintes de croissance sur l’oxydation du fer par la vapeur d’eau en symetrie cylindrique

Laboratoire de Chimie Minérale et Cinétique hétérogène, LA 320, CNRS ; Université de Limoges, U. E. R. des Sciences 123, Avenue Albert Thomas, 87060 Limoges, Cédex, France.

Résumé

Une étude morphologique comparative des revêtements de wüstite, obtenus en présence de vapeur d’eau sur des plaquettes et des fils de fer pur, met en évidence la présence de contraintes liées à la géométrie des échantillons.

Ces résultats, associés à l’étude cinétique, montrent que le mécanisme d’oxydation reste le même dans les deux cas de symétrie. Toutefois, des écarts apparaissent avec le temps en symétrie cylindrique lorsque les processus limitants d’interface externe puis de diffusion sont perturbés par les manifestations de relaxation de contraintes au niveau de l’interface oxyde/gaz et dans le volume diffusion- nel. Ces écarts s’accentuent lorsque s’abaisse la température et se traduisent par un phénomène activé dont l’énergie d’activation est voisine de celle relative à l’autodiffusion du fer dans le wüstite.

Abstract

A morphological comparative study of wüstite coating, obtained on pure iron plates and wires in water vapor, indicates the presence of overstresses in the case of cylindrical samples.

By associating these results with a kinetic comparative study, it has been shown that there is no change in the oxidation mechanism, but just some deviations occuring with time for cylindrical symmetry, when regulating processes (external boundary phase process, followed by diffusion) are perturbated by manifestations of stresses relaxation either at the oxide/gas boundary phase or/and in the diffusional volume. These differences, markedly increasing with temperature lowering, result in an activated phenomenon, the activation energy of which is close to that of iron self-diffusion in wüstite.