Influence de la nanostructure sur les propriétés électriques et la stabilité de zircones à l'état massif

Influence of the nanostructure on the electrical properties and stability of bulk zirconia

• Auteur / Autrice : Samir Boulfrad
• Direction : Elisabeth Djurado, Laurent Dessemond
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Zircone

Électrolytes

Nanostructures

Résumé

Cette thèse, expérimentale, porte sur l'étude de l'influence de la taille des grains de céramiques de zircone stabilisée sur les propriétés électriques et la stabilité électrochimique. Une première partie a été consacrée à l'élaboration de céramiques massives de zircones cubiques denses, pures et caractérisées par des tailles de grains nanométriques différentes. Dans la deuxième partie de ce travail, la spectroscopie d1mpédance complexe a été utilisée à l'équilibre et sous polarisation continue pour discriminer et décrire les propriétés de conduction et de blocage des grains et des joints de grains de la zircone cubique en fonction de sa nanostructure. Le rôle des zones de charge d'espace a été mis en évidence. La troisième partie rapporte l'étude menée sur le comportement rédox de la zircone stabilisée en fonction de la taille des grains. Nous nous sommes focalisés sur deux points: les niveaux énergétiques des couples rédox et la cinétique de réduction et de réoxydation.

This thesis relates to the study of the influence of the grain size of stabilized zirconia ceramics on the electrical properties and electrochemical stability. The first part of the thesis is devoted to the development of dense and pure cubic zirconia ceramics of different nanometric grain size. Ln the second part of this work, the complex impedance spectroscopy was used in standard conditions and under bias voltage in order 10 discriminate and describe the conduction and blocking properties of the grains and the grain boundaries of cubic zirconia according te its nanostructure. The role of the space charge layers was highlighted. The third part focuses on the study undertaken on the redox behaviour of stabilized zirconia according to the grain size. The emphasis of investigation has been on two major points: energy levels of the redox couples and the kinetics of reduction and reoxidation.