TECHNIQUE DE DOPAGE

TECHNIQUE DE DOPAGE

L’introduction d’un cation dans le réseau de l’alumine « { est effectuée par la méthode d’imprégnation à sec. Le produit de départ, sous forme de billes de 2 -à 4 mm de diamètre, est placé dans un cristallisoir incliné de 30° sur son axe et tournant à la vitesse de 50 tours par minute.

L’élément dopant est sous la forme d’un de ses sels en solution aqueuse (le nitrate). Cette solution est placée dans une burette puis versée, goutte à goutte, sur l’alumine de telle sorte que les billes ne s’agglutinent pas entre elles et ne collent pas sur la paroi du cristallisoir. Une quantité de billes déterminée est imprégnée avec un volume de solution (de concentration connue) correspondant au volume de rétention du solide mesuré préalablement, par la même méthode, avec de l’eau pure.

La quantité de dopants introduite est exprimée sous la forme de fraction cationique, c’est-à-dire du rapport du nombre de cations étrangers ajoutés au nombre total de cations. De plus, pour s’affranchir de l’effet de l’anion (nitrates introduits lors du dopage) un produit de référence est préparé par imprégnation du solide initial avec une solution d’acide nitrique telle que le rapport du nombre total d’anions N03 – au nombre total de cations soit égal à 12 %.

Cette quantité est, par la suite, maintenue constante pour tous les produits dopés. Les billes sont ensuite séchées à l’étuve pendant 24 heures à 383 K puis calcinées à 873 K pendant 24 heures afm de provoquer la décomposition thermique des ions nitrate et assurer la diffusion de l’élément ajouté dans l’alumine « 

Calcination sous air

Les différentes calcinations sous air des alumines sont réalisées dans un four à moufle « NETSCH 417 ». TI est équipé d’un système de régulation qui permet de stabiliser la température de travail à ± 2 K de la valeur de consigne entre 700 K et 1 900 K. Le profil thermique de ce four a été examiné pour connaitre la zone homogène de température (5) : les dimensions importantes de cette plage à gradient de température faible (80 x 100 mm) permettent de traiter plusieurs échantillons simultanément -60

La température du four étant fIxée, le temps de calcination isotherme est compté entre l’instant où l’échantillon est brusquement introduit dans le four, et l’instant où il est sorti directement à l’air ambiant. Les calcinations effectuées pour suivre les différentes transformations des alumines seront réalisées à la température de 1 378 K avec cet appareillage. II.2) Calcination sous pressions partielles de gaz contrôlées

Description de l’appareillage

Pour réaliser des calcinations sous atmosphère contrôlée, nous utilisons un four comportant un système de balayage dynamique de gaz (représenté sur la fIgure 5). L’ensemble comprend donc: un four tubulaire vertical « PYROX B 80 » équipé d’un système de régulation « WEST 2050 ». un système de régulation de gaz composé de trois débitmètres Brooks « SHORA TE 150 » et dont le débit maximal peut varier entre 2,6 et 15,8 litres / heure suivant le flotteur utilisé.

..un bain thermostaté « HUEBER MlNlSTAT » à recirculation permettant la régulation de la température d’un saturateur, contenant de l’eau, à travers duquel circule le mélange de gaz choisi pour constituer l’atmosphère de calcination des échantillons (la pression de vapeur d’eau est comprise entre 100 et 1 300 Pa environ).

deux points de mesure de l’humidité relative dans lesquels se trouve un capteur d’humidité et de température relié à un hygromètre « CORBCl HUMICOR HRT » permettant de déterminer la pression partielle de vapeur d’eau dans le mélange des gaz. une pompe à palettes (vide primaire).