Nouveaux matériaux de structure apatite : synthèse, structure et mécanismes de conduction ionique

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Technologie (Sciences appliquées),

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

impédance (électricité), Raman (effet), spectroscopie, frittage, conduction ionique, apatites, piles SOFC

Mots-clés

Spectroscopie Raman - Thèses et écrits académiques,

Piles à combustible à oxyde solide - Thèses et écrits académiques,

Apatite - Thèses et écrits académiques,

Synthèse en phase solide - Thèses et écrits académiques,

Spectroscopie d'impédance - Thèses et écrits académiques,

Conduction ionique - Thèses et écrits académiques

Ce travail porte sur l'élaboration et les propriétés de semi-perméabilité d'oxyapatites de formulation La₉,₃₃₊ₓ/₃(SiO₄)₆O₂₊ₓ/₂ pour des applications potentielles en tant qu'électrolyte dans les piles à combustible à oxyde solide (SOFC). Une étude physico-chimique et thermique des réactifs a été menée afin de maîtriser la synthèse par voie solide de poudres pures et de stœchiométrie variable (-0,36<0,27). La caractérisation structurale et vibrationnelle des poudres a été réalisée. Des céramiques denses ont été obtenues par frittage naturel et leurs propriétés électriques mesurées. Les propriétés de conduction ionique sont améliorées par l'ajout d'ions oxyde excédentaires. Les chemins et mécanismes de conduction ont été analysés par le biais de méthodes de simulations à l'échelle atomique. Les ions oxyde forment des défauts complexes de type (2Oi'', 1VO••), qui pourraient migrer dans des canaux de la structure apatite via un mécanisme interstitiel complexe.