Soutenance de thèse de Zheng ZHANG

Les systèmes fondus CaO-Al2O3 (CA) et CaO-Al2O3-SiO2 (CAS) et leurs propriétés thermophysiques ont une large application dans les industries à haute température, en particulier dans les procédés métallurgiques et la corrosion des réfractaires par les laitiers. Peu d'études ont été rapportées sur leurs propriétés thermophysiques (densité, tension superficielle et viscosité) depuis les points de fusion jusqu'aux ultra-hautes températures et sur la corrélation entre les propriétés thermophysiques et l'évolution structurelle, en raison de la difficulté de mesurer ces propriétés à haute température. Dans cette thèse, des mesures systématiques in-situ de la densité, de la tension superficielle et de la viscosité des systèmes fondus CA et CAS ont été réalisées par lévitation aérodynamique avec la méthode d'oscillation des gouttelettes sur une large gamme de température. Le post-traitement a particulière été optimisé pour améliorer considérablement la précision des résultats et les incertitudes sur la densité, la tension superficielle et la viscosité, ont été évaluées. En même temps, des simulations de dynamique moléculaire, validées par la comparaison avec des résultats de caractérisation précédemment rapportés (diffraction des neutrons, RMN), ont permis de calculer la distribution de la longueur/angle des liaisons, les espèces d'oxygène, le degré de compensation de charge, la connectivité du réseau (espèces d'amas tétraédriques) et les liaisons d'oxygène non satisfaites, explorant ainsi l'évolution structurelle des systèmes CA et CAS fondus à différentes températures et compositions. Enfin, les corrélations théoriques entre la densité, la tension superficielle, la viscosité et l'évolution structurelle sont révélées sur la base de l'analyse des systèmes CA et CAS.