Etude par spectrometrie de masse haute temperature du systeme Al2O3-C

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Etude par spectrometrie de masse haute temperature du systeme Al2O3-C

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Thèse de Doctorat de l'année 2004 dans le domaine Ingénierie - Génie chimique, Institut polytechnique de Grenoble, cours: Science et Genie des Materiaux, langue: Français, résumé: Résumé:

L'étude de la vaporisation du système Alumine-Graphite sous vide a été réalisée par spectrométrie de masse haute température avec cellule d'effusion, en relation avec l'analyse thermodynamique du fonctionnement d'un four de coulée de superalliages. La critique des données thermodynamiques de la littérature a permis d'extraire des valeurs d'entropie et d'enthalpie de formation pour le composé Al4CO4. Les différentes évolutions de la technique spectrométrique pour mener à bien cette étude sont exposées. Les concepts de coefficients d'évaporation et de condensation qui décrivent les états de non équilibre ont été revisités et adaptés à l'étude du système Alumine-Graphite. La détermination de ces coefficients pour les espèces gazeuses majoritaires Al, CO et Al2O a été faite pour des mélanges de poudres mais aussi pour des échantillons surfaciques sans contact.

Abstract:

The study of Alumina-Graphite vaporization under vacuum has been performed by using high temperature Knudsen cell mass spectrometry. Additionally, a thermodynamic analysis of the operating conditions of a superalloy casting furnace is realized. A critical investigation of literature thermodynamic data allows us to extract values of entropy and formation enthalpy of the Al4CO4 solid compound. Different methodological improvements of the spectrometric technique are presented. Evaporation and condensation coefficients used to describe non equilibrium vaporization states are explained and applied to the study of Alumina-Graphite system. The determination of these coefficients for the major gaseous species Al, CO and
Al2O is carried out for powder mixtures and also for different Alumina-Graphite surface ratios without direct contact.