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Thèse soutenue

Propriétés structurales et électriques de solutions solides de type pérovskite BaCexZr(1-x)O3 (x=0-0,1-0,2-0,4-0,6-0,8 et 1)

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Auteur / Autrice : Isabelle Cougoulic Charrier
Direction : Guy Lucazeau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Électrochimie
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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Le cerate de baryum dope par des terres rares figure parmi les meilleurs conducteurs protoniques des composes a structure de type perovskite. Cependant il presente des instabilites thermodynamiques et n'a pas d'aussi bonnes proprietes mecaniques que les zirconates. Nous avons entrepris l'etude des solutions solides bace#xzr#(#1#-#x#)o#3. Nous nous sommes plus particulierement interesses aux relations entre les proprietes structurales et electriques. Tout d'abord, une etude de bazro#3 pur a ete entreprise. Nous avons verifie que sa structure est bien cubique a temperature ordinaire par diffraction (rayons x et neutrons). Le spectre raman contrairement aux attentes presente des bandes larges. Deux modeles ont ete examines : des processus du premier ordre induits par du desordre ou des processus raman du second ordre. Une part importante du travail a aussi ete consacree a l'etude structurale de bace#xzr#(#1#-#x#)o#3. Les resultats obtenus par spectroscopie raman sont compatibles avec deux modeles pour decrire la structure des solutions solides. Le premier suppose une repartition aleatoire des atomes de cerium et de zirconium sur les sites octaedriques. Ceci nous a conduit a un diagramme de phases dans le systeme bazro#3 - baceo#3. Les experiences en diffraction de neutrons l'ont confirme. Le second modele considere est base sur l'existence d'une insolubilite de bazro#3 et baceo#3 a une echelle nanometrique. Enfin nous avons mesure la conductivite des composes sous air ambiant pour trois cycles thermiques. Bace#0#,#8zr#0#,#2o#3 est le plus conducteur de la serie bace#xzr#(#1#-#x#)o#3 et presente une bonne reproductibilite. Nous avons donc suivi l'evolution de sa conductivite en fonction de la temperature sous trois atmospheres (air sec, argon et argon hydrogene a 5 %). La conduction semble entierement ionique en-dessous de 900 k. Nous avons conclu cette etude par les relations qui existent entre les proprietes de conduction et les structures de bace#xzr#(#1#-#x#)o#3.