Preparation and ion conductivity of nano to micron grains size Bi2O3-Ln2O3 (Ln=Dy, Y, Er) ceramics / by Rong Li ; supervised by Rose-Noëlle Vannier and Qiang Zhen

Date :

Editeur / Publisher : [S.l.] : [s.n.] , 2009

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : anglais / English

Classification Dewey : 541.372

Vannier, Rose-Noëlle (Directeur de thèse / thesis advisor)

Zhen, Qiang (19..-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Université Lille 1 - Sciences et technologies (Villeneuve-d'Ascq ; 1970-2017) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Université de Shanghai (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Résumé / Abstract : L’objectif de ce travail était l’étude de l’effet de la taille des grains de céramiques à base d’oxyde de bismuth sur les propriétés de conduction ionique. Avec pour objectif la préparation de céramiques denses avec des grains de taille nanométrique, des poudres de composition (Bi2O3)0.75(Dy2O3)0.25, (Bi2O3)0.75(Er2O3)0.25, (Bi2O3)0.75(Y2O3)0.25 et (Bi2O3)0.75(Er2O3)0.125(Y2O3)0.125 ont été préparées avec succès par une méthode de dosage en retour. Des poudres avec des grains mono-cristallins d’environ 20 nm ont été obtenues, à partir desquelles, des céramiques denses ont ensuite été préparées par frittage conventionnel et par « Spark Plasma Sintering ». Par les deux méthodes, des céramiques de densités relatives supérieures à 94% sont obtenues. Par SPS, la taille des grains est de 20nm seulement. Elle varie de 60 à 500nm par frittage conventionnel pour lequel une croissance des grains contrôlée par le transport de matière aux joints de grain est démontrée.L’effet de la taille des grains sur la conductivité a finalement été étudié par spectroscopie d’impédance. Une diminution de la conductivité avec la taille des grains est généralement observée, probablement due au caractère bloquant des joints de grain. En revanche, la composition (Bi2O3)0.75(Dy2O3)0.25 avec des grains de 22nm présente des conductivités au dessus de celles de la céramique de même composition avec des grains de 62nm et une meilleure séparation des réponses dues aux grains et aux joints de grains. Pour des tailles de grains aussi faibles, les couches d’espace de charge entre les grains ne peuvent plus être négligées et le phénomène observé est probablement dû à une augmentation de la conductivité dans ces couches.