Cinétique et mécanisme de la siliciuration du niobium et de l’oxydation des siliciures de niobium à basse pression et à haute température

La siliciuration de rubans de niobium par décomposition hétérogène de SiH4 résulte d’une compétition entre l’apport du silicium en surface et sa diffusion à l’intérieur du métal. On a étudié la cinétique de décomposition de SiH4 sur le silicium et sur les siliciures, ainsi que l’évolution de la surface pendant la siliciuration. En chauffant des rubans siliciurés ou recouverts de silicium en présence d’oxygène, on a mis en évidence une transition brutale de l’état de passivation du métal, protégé par une couche de SiO2, à un régime stationnaire de combustion rapide du silicium, résultant de la vaporisation de l’oxyde SiO. Dans le cas de rubans constitués d’une solution solide du silicium dans le niobium, on a déterminé la cinétique de réaction de l’oxygène sur la couche d’oxyde de niobium non volatil formée en surface. On montre qu’un modèle basé sur l’équilibre thermodynamique des constituants superficiels rend bien compte des résultats expérimentaux