Etude de la réactivité de mélanges NO/N2 sur des surfaces d'oxydes d'aluminium

La stabilité de mélanges basse-teneur (< 1ppm) de NO/N2 est fortement liée aux interactions entre la phase gazeuse et les parois internes des bouteilles d alliages d aluminium dans lesquels ils sont stockés. Afin de mieux connaître les espèces formées à la surface de la bouteille et le mécanisme de leur formation, une méthodologie et un dispositif expérimental ont été développés pour caractériser l évolution d échantillons d aluminium in situ sous un mélange NO/N2. La spectroscopie infrarouge en réflexion-absorption par modulation de polarisation (PM-IRRAS) et une microbalance à cristal de quartz (QCM) ont été combinées dans le même dispositif expérimental, constituant un des aspects originaux de cette étude. Les résultats obtenus in situ sur des échantillons d aluminium (Al 99,99 at. %), hydroxylés pour augmenter leur réactivité et réduire la contamination en carbone en surface, montrent principalement la formation de nitrites (NO2-) et/ou d acide nitreux (HONO) consécutive à l introduction d un mélange NO/N2 (900 ppm, 2 bar). La présence d oxygène résiduel dans la phase gazeuse entraîne invariablement la transformation des nitrites en différents nitrates (monodentés, bidentés, pontés, solvatés) et/ou d acide nitrique (HNO3) ainsi que l augmentation de la quantité d espèces adsorbées en surface. Les résultats QCM et PM-IRRAS ont pu être corrélés permettant d estimer pour la première fois le rapport des coefficients de réponse IRRAS des nitrates sur celui des nitrites en phase adsorbée, rapport proche de 3. L effet d une exposition préalable de la surface à SiH4 vis-à-vis de la réactivité avec NO/N2 a également été étudié. Enfin, des expériences réalisées avec des bouteilles de gaz, ont permis de tester l influence des différentes étapes de traitement et de démontrer la bonne corrélation des résultats obtenus sur échantillons "modèles" et sur bouteilles.PARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF