Mobilite protonique au sein de materiaux granulaires : etude de composites a base de phosphate de calcium
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L'hydrogenophosphate de calcium dihydrate cahpo#4, 2h#2o (brushite) presente des proprietes d'electrolyte solide a l'etat compacte. L'etude de composites a base de brushite et de polymere isolant revele l'influence de l'eau adsorbee sur les proprietes electriques. La percolation des courants ioniques dans ces composites apparait pour la composition de 25% volumique de brushite et de cavites. Des mesures de la tension continue delivree par les echantillons places entre deux electrodes de cuivre et de zinc ainsi que des mesures par spectroscopie d'impedance complexe, mettent en evidence la mobilite et la migration protonique dans ces composites. Des mesures de differences de potentiel aux bornes de piles cuivre/brushite/zinc en cours de chauffage mettent en evidence l'activite des molecules d'eau de reseau. Cette methode electrochimique permet de suivre l'evolution du phosphate lors de sa decomposition thermique. Une comparaison avec des analyses thermiques (tg, td, atvc) permet de mieux differencier les especes protonees mises en jeu. La spectroscopie infrarouge a transformee de fourier (irtf) a permis de differencier les atomes d'hydrogene localises sur les differentes liaisons hydrogene. La diffusion quasi-elastique des neutrons a permis de decrire certains mouvements a l'echelle locale des atomes d'hydrogene. Ces mouvements peuvent etre interpretes a l'aide du modele de saut entre deux sites: les atomes d'hydrogene effectueraient des sauts sur les liaisons hydrogene, entraines pour certains, par les vibrations de l'eau de reseau. A basse temperature les temps de residence sur les sites sont grands. A haute temperature (au dessus de 180c) un processus de diffusion libre semble apparaitre. Les resultats experimentaux obtenus par sic sont modelisables par l'approximation du milieu effectif et par la theorie de la percolation appliquee aux milieux granulaires heterogenes