Réactivité chimique et propriétés physiques des oxydes SnO2 et WO3 cristallins et nanocristallins

• Auteur / Autrice : Marina Boulova
• Direction : Guy Lucazeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Physique

Etat condense

Structure. Proprietes mecaniques et thermiques

Transformation phase

Atmosphere controlee

Spectre raman

Microstructure

Effet pression

Effet temperature

Haute pression

Capteur de gaz

Reactivite chimique

Cristal

Nanocristal

Etain oxyde

Tungstene oxyde

Compose binaire

Etude experimentale

Wo3

Ow

SnO2

O sn

Résumé

Le present travail s'inscrit dans la problematique des mecanismes d'interaction de differents gaz avec des echantillons nanocristallins a base d'oxyde d'etain sno 2 (pur et dope au cuivre) et d'oxyde de tungstene wo 3 entrant dans la fabrication de capteurs a gaz. Differents echantillons nanometriques (entre 2 et 60 nm) obtenus par sol-gel, pyrosol et cryochimie ont ete analyses simultanement par spectrometrie raman in situ couplee avec la spectroscopie d'impedance pour suivre la reactivite des echantillons avec differentes atmospheres contenant h 2s, no 2, ch 4, h 2, co ou o 2. Dans le cas de sno 2 les resultats montrent qu'il existe une correlation marquee entre la conductance initiale de l'echantillon et les especes qui se forment pendant la reaction avec les molecules de h 2s. Nous avons observe la formation de sulfures sns x et de groupes de type so 4 a la surface de l'echantillon. De meme, nous avons pu montrer que les variations de resistivite de differents echantillons de wo 3 nanocristallins etait associees a la formation reversible de carbone hautement disperse a la surface des echantillons et ce des 50\c. En parallele, une etude des transitions de phases induites par la pression et la temperature dans l'oxyde de tungstene cristallise et nanocristallise a ete effectuee. Une nouvelle phase a basse temperature et trois nouvelles phases a haute pression ont ete observees pour wo 3 microcristallin par spectroscopie raman et diffraction de rayons x (esrf). Dans le cas des echantillons constitues de cristallites nanometriques des deplacements importants dans les temperatures et les pressions de transition ont ete observes et discutes sur la base de consideration thermodynamiques. Cette analyse s'est averee indispensable dans la mesure ou les ceramiques utilisees dans les capteurs sont constituees d'oxydes nanocristallins et donc susceptibles de subir des transitions structurales a des temperatures et pour des etats de contraintes differents de ceux du materiau massif.