Optimisation des caracteristiques structurales, microstructurales et electriques des manganites de nickel, de zinc et de nickel-zinc, en vue de l'application aux thermistances a coefficient de temperature negatif (ctn)

Optimization of the structural, the microstructural and the electrical characteristics of nickel, zinc and nickel-zinc manganites, for negative temperature coefficient thermistors application (ntc)

• Auteur / Autrice : CLAIRE CHANEL
• Direction : Abel Rousset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

Les thermistances a coefficient de temperature negatif (ctn) sont des ceramiques semi-conductrices constituees, le plus souvent, de manganites de metaux de transition. Les proprietes electriques de ces composes (resistivite, indice de sensibilite thermique, stabilite sous contrainte thermique, reproductibilite) dependent de nombreux parametres : composition, distribution cationique, microstructure de la ceramique, gouvernes par les conditions de preparation non seulement des ceramiques mais egalement des poudres initiales. Ainsi le controle des parametres de precipitation lors de l'elaboration de precurseurs oxaliques a permis d'obtenir apres decomposition pseudomorphe, des poudres de manganites de nickel de granulometrie differente. La taille des particules, leur etat de dispersion et leur repartition granulometrique ont une grande influence sur l'evolution de la microstructure des ceramiques au cours du traitement de frittage. Ainsi une augmentation importante des densifications des ceramiques a ete observee lors de l'utilisation de poudres de faible granulometrie (2m). Cette augmentation a permis d'atteindre de tres faibles valeurs de dispersion des caracteristiques electriques des ceramiques. Par ailleurs, le zinc a ete substitue au manganese dans la structure de l'hausmannite puis dans les manganites de nickel afin de reduire le phenomene de vieillissement des thermistances ctn. L'evolution de la resistivite a permis d'etablir des distributions cationiques mettant en evidence la presence d'une faible quantite d'ions zinc dans les sites octaedriques de la structure spinelle, malgre leur forte preference pour les sites tetraedriques. Des analyses par thermogravimetrie et par diffraction des rayons x en temperature ont montre le role stabilisateur du zinc vis-a-vis des phenomenes d'oxydation responsables du vieillissement.