Exsolution
Définition
L'exsolution est le processus de séparation ou de précipitation à partir d'une phase cristalline solide. L'exsolution a été récemment utilisée dans des applications de bouclage chimique, en particulier dans l'oxydation partielle du méthane.
Schéma du processus d'exsolution et d'infiltration :
L'exsolution permet la fonctionnalisation de la surface des systèmes endo/exo-particules pour abaisser la température d'activation du méthane. En bas, de la perthite, un feldspath potassique avec du plagioclase non mélangé. Le feldspath potassique et le plagioclase existaient sous la forme d'un minéral en solution solide unique à haute température mais non mélangé en raison du refroidissement.
Explications
Parfois, des compositions minérales stables à haute température deviennent instables lorsque la température diminue. Elles subissent une exsolution de sorte qu'un grain qui était autrefois uniforme contienne des bulles, des patchs ou des limons de deux minéraux. L'exsolution n'est généralement visible que dans les vues très agrandies.
Texture
La texture d'exsolution, un terme général désignant la texture de l'intercroissance minérale formée par une exsolution solide, est une texture courante dans les minéraux des roches magmatiques et métamorphiques. Cette texture est importante pour comprendre les variations des conditions métamorphiques.
L'exsolution est un processus par lequel une ancienne phase assez homogène se sépare en deux ou plusieurs phases de solution solide dans des conditions subsolidus. L'exsolution intervient uniquement dans les minéraux avec deux ou plusieurs compositions de membres terminaux purs qui ne peuvent pas se mélanger dans des conditions normales, ou dans les minéraux métastables avec des solutions solides compliquées par des substitutions d'ions à haute température ou pression.
Lamelles d'exsolution dans le pyroxène
L'exsolution est un processus par lequel une phase de solution solide se "démixe" en deux phases distinctes à l'état solide. L'exsolution n'intervient que dans les minéraux dont les compositions varient entre deux ou plusieurs compositions de membres terminaux purs.
De nombreux pyroxènes ignés présentent des textures d'exsolution de fines lamelles d'un pyroxène dans un hôte de composition différente. Les lamelles se présentent sous la forme d'intercroissances orientées qui présentent des textures parallèles et en chevrons. Ces lamelles résultent de l'exsolution d'une phase pyroxène séparée d'un grain hôte en raison d'un rééquilibrage subsolidus (qui intervient alors que le minéral est à l'état solide) lors d'un refroidissement lent.
Au cours d'un refroidissement lent, la composition du cristal hôte et des lamelles change avec la température à mesure que la taille des lamelles augmente. La largeur des lamelles dépend de la composition cristalline d'origine et de la vitesse de refroidissement.
Les lamelles d'exsolution sont souvent planes et leur orientation est contrôlée cristallographiquement. Le résultat du démélange dans les Ca-Mg-Fe-pyroxènes est généralement visible en coupe mince sous la forme d'un ensemble de fines lamelles d'exsolution. La miscibilité des pauvres en Ca (pigeonite ou orthopyroxène) et riches en Ca (augite ou clinopyroxène) diminue avec l'abaissement de la température, et chacun peut exolver l'autre.
Dans le cas des lamelles d'augite se dissolvant de la pigeonite (ou des lamelles de pigeonite se dissolvant de l'augite) un ou deux jeux de lamelles peuvent se développer, éventuellement simultanément, l'un à moins de 20 ° de (001), l'autre à moins de 20 ° de (100). L'orientation précise est déterminée par les paramètres de réseau des phases hôte et lamellaire, et est fonction de la température et de la composition en vrac.
Exsolution de nanoparticules
L'exsolution de nanoparticules de surface et en vrac dans les pérovskites a été récemment utilisée dans l'oxydation partielle du méthane en boucle chimique en raison des propriétés des matériaux émergents telles que la capacité en oxygène, la stabilité redox, la durabilité, la résistance au coke et l'activité améliorée. Ici, nous tentons d'abaisser davantage la température de conversion du méthane en complétant l'exsolution par l'infiltration.
Un système d'endoparticules/exoparticules, en utilisant une exsolution, est infiltré avec une quantité minimale de Rh (0,1 % en poids) afin de fonctionnaliser la surface et d'induire une activité à basse température. Nous obtenons une diminution de la température de près de 220 °C et une augmentation de l'activité jusqu'à 40 %. La microstructure initiale de la pérovskite joue un rôle clé dans le contrôle de l'ancrage des nanoparticules et du dépôt de carbone.
Le réglage de la microstructure et la fonctionnalisation de surface sont des aspects importants à prendre en compte lors de la conception de matériaux pour les applications de cyclage redox.
Synonymes, antonymes
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