J. Physique Lett. 43, 171-177 (1982)
DOI: 10.1051/jphyslet:01982004306017100

X-ray powder diffraction study of the high pressure behaviour of uranium dioxide

U. Benedict¹, G.D. Andreetti², J.M. Fournier³ et A. Waintal<sup>4

1</sup>  Commission of the European Communities, Joint Research Centre, European Institute for Transuranium Elements, Postfach 2266, D-7500 Karlsruhe, F.R.G.
²  University of Parma, Via M. D'Azeglio 85, 43100 Parma, Italy
³  Université de Grenoble et Centre d'Etudes Nucléaires de Grenoble, 85 X, 38041 Grenoble Cedex, France
⁴  Université de Grenoble et CNRS-Grenoble, 166 X, 38042 Grenoble Cedex, France

Abstract
Uranium dioxide was studied by X-ray powder diffraction under pressure in diamond anvil cells up to 40 GPa. A gradual transition to a low symmetry high pressure phase (UO2 II) occurs in the range 29 to 38 GPa. On pressure release, UO2 II is conserved by hysteresis below 15 GPa, but retransforms completely to fcc UO2 I above 5 GPa. The transformation is likely to be a purely structural one which is not due to delocalization of 5f electrons.

Résumé
Le comportement du bioxyde d'uranium sous des pressions jusqu'à 40 GPa a été étudié par diffraction X sur poudre dans des cellules à enclumes de diamant. L'oxyde cfc se transforme progressivement en UO2 II, phase moins symétrique, entre 29 et 38 GPa. Lorsqu'on diminue la pression, la transformation inverse se fait seulement entre 15 et 5 GPa. Il s'agit probablement d'une transformation purement structurale qui n'est pas liée à une délocalisation d'électrons 5f.

PACS
6250 - High pressure and shock wave effects in solids and liquids.
6470K - Solid solid transitions.
7130 - Metal insulator transitions and other electronic transitions.

Key words
ceramics -- high pressure solid state phase transformations -- metal insulator transition -- uranium compounds -- X ray diffraction examination of materials -- phase transformations -- UO sub 2 -- metal semiconductor transition -- high pressure behaviour -- X ray powder diffraction