NEUTRON DIFFRACTION STUDIES OF ICE NUCLEATION IN POROUS SILICA

Résumé
Des mesures par diffraction neutronique ont été prises sur D₂O dans des silices poreuses pour une gamme de températures. Pour le Spherisorb S20W avec des pores de ~ 90 Å ; la glace I_h qui se forme à -13°C devient principalement de la glace I_c quand la température atteint -21°C. Chauffée, la glace cubique reste stable jusqu'à son point de fusion vers 4°C. Les données indiquent aussi la présence d'une forme désordonnée de glace ou d'eau dans toute la gamme étudiée (≥ -60°C). Ces résultats confirment les indications antérieures que la formation et la stabilité de la glace I_h et la glace I_c dépendent surtout de facteurs concernant la taille des cristallites, bien que le rapport entre ces deux formes semble être plus subtil qu'on ne le pensait jusqu'à présent.

Abstract
Neutron diffraction measurements have been made on D₂O in porous silicas for a range of temperatures. In Spherisorb S20W with a pore size of ~ 90 Å the initial formation of ice I_h at -13°C becomes predominantly ice I_c as the temperature is reduced below -21°C. On heating the cubic ice remains stable until melting in the vicinity of 4°C. The data also show evidence for the presence of a disordered form of ice or water over the full range studied (≥ -60°C). These results confirm the earlier suggestions that the growth and stability of ice I_h and ice I_c is primarily influenced by crystallite size considerations although the balance between these two forms seems to be more subtle than previously realised.