Thèse soutenue

Synthèse et propriétés électriques de céramiques nanocristallines de TiO2 anatase
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Auteur / Autrice : Alicia Weibel
Direction : Philippe KnauthRenaud Bouchet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique et science de la matière. Science des matériaux
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Provence. Section sciences

Résumé

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La synthèse de céramiques nanocristallines par frittage sous charge a été optimisée afin d’obtenir des échantillons de haute densité relative (>90%) et de faible taille de grains (~30nm). Les analyses dilatométriques mettent en évidence deux mécanismes de frittage qui dépendent de la taille des grains et de la température : déformation super-plastique des nanoparticules et diffusion aux interfaces. Les expériences de dopage (Zn2+, Nb5+, Al3+, Si4+) indiquent un rôle important de la ségrégation aux interfaces sur la densification. Des études EXAFS ont montré la ségrégation du zinc et la dissolution du niobium. Les propriétés électriques des céramiques d’anatase sont bien dépendantes de la taille des grains. Alors que les échantillons microcristallins se comportent toujours comme des semi-conducteurs de type n, un plateau de conductivité à haute P(O2) indique un domaine de conduction ionique pour la céramique nanocristalline. Les expériences de dopage semblent confirmer cette hypothèse.