Phénomènes d'échange d'oxygène au sein de nouveaux stannates de cérium de structure pyrochlore : défauts et mécanismes

Oxygen exchange properties in new cerium stannate pyrochlore phases : defects and mechanisms

• Auteur / Autrice : Bruno Tolla
• Direction : Michel Pouchard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux. Chimie du solide
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Résumé

Ce travail concerne l'étude des propriétés d'échange d'oxygène de la solution solide pyrochlore Ce₂Sn₂O₇-Ce₂Sn₂O₈. La synthèse d'un nouveau stannate Ce₂Sn₂O₇, où le cérium est au degré d'oxydation III, a été mise au point. Sa structure a été déterminée par diffraction de neutrons. Ce composé est susceptible d'intercaler dès 400°C un atome d'oxygène par unité formulaire. Une expérience de diffraction de neutrons, complétée par des mesures de spectroscopie à l'échelle locale (IR/RAMAN, EXAFS, RMN ¹¹⁹Sn/¹⁷O), permet de caractériser deux types de défauts au sein du nouveau réseau qui conserve la symétrie pyrochlore. Ces espèces sont à l'origine de plusieurs mécanismes d'échange d'oxygène qui ont été caractérisés par diffraction de neutrons in-situ.

This work deals with the oxygen exchange properties of the Ce₂Sn₂O₇-Ce₂Sn₂O₈ pyrochlore solid solution. The preparation of the new Ce³⁺-based Ce₂Sn₂O₇ phase was undertaken. Its structure was determined by means of neutron diffraction experiments. This compound is able to insert one oxygen atom per formula unit near 400°C. Neutron diffraction experiments, combined with local scale spectroscopic measurements (IR/RAMAN, EXAFS, ¹¹⁹Sn/¹⁷O NMR), lead to the characterisation of two types of defects in the new network which retains the pyrochlore symmetry. The oxygen exchange properties originate from those species. They were characterised by in-situ neutron diffraction experiments.