Etude ab initio du système O/ Ni (111) : influence des défauts lacunaires en surface sur l'adsorption et la diffusion d'oxygène à travers la surface (111) du nickel massif
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La thématique de recherche abordée dans ce travail se situe dans le contexte des recherches théoriques visant à apporter des éléments de réponse en relation avec l'influence des défauts natifs sur les processus d'oxydation et de corrosion des matériaux en général, et plus particuliérement, des alliages à base de nickel, connus pour leurs bonnes résistance à l'oxydation et à la corrosion, et qui trouvent de nos jours, un emploi intense dans de nombreux domaines technologiques de pointe, comme dans les domaines de l'aéronautique et de la production d'énergie. Comme le processus d'oxydation/corrosion est toujours initié à partir de l'interface air/métal, dans ce travail de thése, nous avons mené des simulations numériques de type DFT ab-initio pour l'étude des processus de formation des défauts de type lacunaire, sur les surfaces (111), (110) et (100) de nickel, et de leurs influence sur l'adsorption de l'oxygéne sur ces diérentes surfaces. En premier lieu, nous présentons les énergies de formation de la monolacune sur les surfaces considérées, ainsi que l'évolution de celle-ci avec la profondeur des sous-couches. Comparativement au cas du massif, nous avons trouvé que l'énergie de formation de la monolacune est inférieure sur le plan supérieur et sur la deuxième couche, pour tendre ensuite vers la valeur trouvée pour le volume. L'étude de la formation de la bi- lacune sur la surface (111) a montré une stabilité qui est trois fois supérieure, en ordre de grandeur, à celle trouvée auparavant dans le cas du volume. En deuxième lieu, nous avons étudié l'adsorption de l'oxygène sur les diférentes surfaces défectueuses de nickel. Nous avons établi que la présence de la monolacune facilite davantage le processus d'adsorption de l'oxygène. Le gain énergétique calculé dépend du type de la surface considérée. Il est de 0.22 eV pour la surface (111) et de 0.1 eV pour les deux autres surfaces. Partant de ces résultats, nous avons aussi étudié le processus de ségrégation de plusieurs atomes d'oxygène sur la surface (111) défectueuse. Les résultats de calculs indiquent que la monolacune peut accommoder favorablement jusqu' à 4 atomes d'oxygène situés sur les sites d'adsorption périphériques de la monolacune. Ceci nous laisse à penser que ce pro- cessus de ségrégation au niveau du défaut aura une influence déterminante sur les étapes initiales amorçant le développement de la couche d'oxyde sur la surface. Les barrières énergétiques pour la difusion de l'oxygène sur la surface parfaite et de cette surface vers le premier plan inférieur ont été aussi déterminées. Les énergies d'activation calculées pour la difusion de l'oxygène sur la surface et dans la premiére sous-couche sont de 0.53 eV et 2.9 eV, respectivement ; ce qui indique que la pénétration de l'oxygène dans la première sous-couche est beaucoup plus difcile, comparativement à sa difusion sur le plan externe et, par conséquent, une couche riche en oxygène peut se former aisément sur la surface.
| N° Bulletin | Date / Année de parution | Titre N° Spécial | Sommaire |
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| N° d'Exemplaire / inventaire | Cote | Localisation | Type de Support | Type de Prêt | Statut | Date de Restitution Prévue | Réservation |
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| 700P/2019/05 | 700P/2019/05 | BIB-TIZI OUZOU / Mag du RDC | interne | disponible |