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Figure 20 : Organigramme de synthèse des solution de BBT15 et respectivement SBT15. 2 Etudes des xérogels de SBT15/BBT15 L’étude des xérogels amorphes produits par le séchage des solutions a été menée au moyen d’analyses thermiques couplées et de diffractions des rayons X sur poudre. Les résultats sont ensuite rassemblés et discutés en vue de bâtir un modèle réactionnel capable d’expliquer les tendances observées. 2.1 Analyses thermiques (ATD & TG) 2.1.1 Principe L’analyse thermique différentielle (ATD) permet de visualiser les phénomènes qui se produisent dans la matière sous l’effet d’un accroissement linéaire de la température. Le montage expérimental est constitué de deux creusets en platine ou en alumine : l’un contient la poudre ou le - 76 -
matériau massif à analyser, l’autre reste vide et sert ainsi de référence par rapport aux événements thermiques affectant le creuset. Un four permet de chauffer la cellule de mesure jusqu’à 1400°C et un thermocouple relève avec précision la température au niveau de chacun des creusets. L’équipement utilisé ici est le Netzsch STA 409C. Propriété mesurée Technique Masse (∆m) ATG Chaleur (∆H) ATD et DSC Gaz émis EGA (SM/FTIR/CPG) ATG : analyse thermogravimétrique ATD : analyse thermique différentielle DSC : calorimétrie différentielle à balayage EGA : effluent gas analysis SM : spectrométrie de masse, FTIR : spectrométrie IR à transformée de fourier, CPG : chromatographie en phase gazeuse. Le principe de cette analyse est basé sur le suivi de la différence de température entre l’échantillon et le témoin lors d’une chauffe et/ou d’un refroidissement linéaire. Les différences de température enregistrées sont le résultat de réactions endothermiques et exothermiques ayant lieu dans l’échantillon. Ce genre d’analyse (Figure 21) est particulièrement indiqué pour étudier les transitions de phase, les cinétiques de réaction, estimer les enthalpies de réaction et étudier les changements d’état comme la fusion ou l’évaporation et les modifications structurales intervenant dans un solide. Couplée à une thermo-balance et/ou à un spectrophotomètre ou un spectromètre de masse atomique, elle autorise une étude relativement complète des phénomènes de cristallisation et de transformations intervenant au sein des xérogels ; la thermogravimétrie (TG) permet d’observer les pertes de masses et de les relier à des événements exo- ou endothermiques et l’analyse de gaz émis (EGA) de renseigner sur les réactions à l’œuvre dans l’échantillon. Figure 21 : Schéma d’une cellule de four ATD et récapitulatifs des phénomènes énergétiques analysables. - 77 -
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