GERMINATION SECONDAIRE DU KDP

MISE EN EVIDENCE

DESCRIPTION DES CRISTAUX D’ENSEMENCEMENT

Plusieurs types de cristaux d’ensemencement ont été utilisés dans nos expériences mais ils proviennent tous d’un même lot de produit KDP PROLABO Normapur. Un tamisage manuel nous a permis de définir trois classes de grains suivant les dimensions des mailles de tamis : supérieures à 800 microns, entre 150 et 280 microns et entre 50 et 80 microns. A partir du lot initial dont nous avons broyé une masse de dix grammes à l’aide d’un broyeur planétaire, nous obtenons une quatrième classe correspondant à une durée de broyage de trente minutes. Nous avons procédé à une observation des cristaux des quatre classes en microscopie électronique à balayage.

La :figure 6.1 montre que les cristaux appartenant aux deux classes de tailles les plus élevées ont une morphologie parallépipédique assez régulière. Pour la classe de cristaux déterminée par tamisage entre 50 et 80 microns, on remarque que la forme est plus irrégulière et beaucoup plus variable d’un cristal à l’autre. Enfin les cristaux broyés ont des contours souvent arrondis et leur forme est très variable. Dans la suite de l’exposé nous utiliserons les dénominations suivantes pour les classes granulométriques de cristaux d’ensemencement: – [> 800] : cristaux au-dessus de 800 microns de maille de tamis. – [150-280]: cristaux de l’intervalle entre 150 et 280 microns de maille de tamis. – [50-80]: cristaux de l’intervalle entre 50 et 80 microns de maille de tamis. – [Broyé]: cristaux obtenus après trente minutes de broyage.

Nous avons parfois également utilisé des agrégats de cristaux de KDP. Dans le tableau 6.1, nous avons représenté les dimensions moyennes réelles des cristaux. L’une de ces dimensions est toujours supérieure à la maille du tamis correspondant ce qui indique que les cristaux passent dans le sens de leur longueur à travers les mailles du tamis. Pour les cristaux de [Broyé], nous avons seulement déterminé un rayon moyen (moyenne géométrique) avec le granulomètre laser. Pour les autres classes. le rayon qui :figure est calculé à partir du volume moyen réel des cristaux: il s’agit donc du rayon moyen d’un cristal dont le volume moyen réel est considéré comme étant celui d’une sphère.

La surface et le nombre de cristaux par milligramme :figurant dans le tableau 6.1 ont été obtenus à l’aide de ce rayon. Le spectre de répartition granulométrique dans l’éthanol des cristaux de [Broyé] (Figure 6.2) montre que la tranche des plus :fines particules est nettement la plus importante en pourcentage massique mais il· subsiste néanmoins des particules de diamètre égal à environ 50 microns. Pour les cristaux de [50-80], les rayons se répartissent essentiellement entre 44 et 94 microns, ce qui constitue une assez large dispersion. Les cristaux de [150-280] et de [> 800] observés au microscope (Figure 6.1) montrent une dispersion en taille un peu plus faible. 

CREATION DE CRISTAUX SECONDAIRES PAR SIMPLE MISE EN SUSPENSION DES CRISTAUX D’ENSEMENCEMENT

L’étude bibliographique nous a montré qu’une des causes de la gennination secondaire était le détachement de la poussière cristalline de la surface des cristaux d’ensemencement. Nous avons voulu vérifier la réalité de ce facteur. Pour cela, afin de supprimer les autres principales causes de la germination secondaire (chocs, agitation), nous avons procédé à des expériences en milieu stagnant en utilisant une sursaturation initiale de 1,30.

Quatre courbes sont représentées sur la figure 6.3 : dans deux cas nous avons démarré l’expérience sans ensemencement (courbes (b) et (d» mais pour l’un de ceux-ci nous avons ajouté deux agrégats cristallins de KDP (de volume environ 0,2 cm3) après 90 minutes (courbe (b». Dans les deux autres cas nous avons ajouté dès le début soit deux agrégats cristallins (courbe (a» soit cinq cristaux de [> 800] (courbe (c». En observant les courbes, on comprend l’influence de l’ensemencement au début de l’expérience. L’avancement de la précipitation augmente beaucoup plus rapidement si un ensemencement est utilisé. Cela est d’autant plus net quand l’ensemencement est ajouté en cours d’expérience: la rupture de pente est alors particulièrement brutale (courbe (b».

L’ensemencement lui-même a une influence qui varie suivant sa nature: les deux agrégats cristallins ont un rôle plus important que les cinq cristaux de [> 800]. Les cristaux ont été recueillis dans chaque cas; les nombres de cristaux obtenus expliquent parfaitement les courbes. TI n’y a que 10 cristaux pour l’expérience réalisée sans ensemencement

Ce nombre grimpe à 50 avec l’utilisation des cinq cristaux de [> 800] et il atteint environ 500 si les agrégats cristallins sont employés initialement ou en cours d’expérience. La pente initiale très forte dans ces cas reflète le nombre élevé de cristaux présents et disponibles pour la croissance ce qui entraîne une augmentation rapide de l ‘avancement La deuxième partie des courbes n’a pas d’intérêt particulier pour nous car d’autres phénomènes entrent enjeu (croissance polycristalline notamment).