Abstract FR:

L'objectif de ce travail est l'etude de l'influence de dopants chrome et manganese sur les proprietes dielectriques de l'alumine alpha polycristalline. L'elaboration d'alumines de microstructure controlee etant indispensable pour une bonne interpretation et l'amelioration des proprietes dielectriques, nous avons d'abord evalue l'influence des dopants sur les proprietes microstructurales et le stade initial du frittage de l'alumine. Le chrome inhibe la densification et la croissance granulaire et forme une solution solide avec le corindon. Le manganese ameliore la densification et favorise une croissance granulaire discontinue. Il precipite sous forme d'un spinelle de manganese et d'aluminium mais tend egalement a se substituer sous forme bi et trivalente aux ions al#3#+ dans le corindon. Un melange en milieu liquide des poudres de precurseurs est plus favorable a une repartition homogene des dopants dans la matrice d'alumine apres frittage qu'un melange a sec. Le mecanisme de diffusion du stade initial du frittage de l'alumine pure est, d'apres analyse dilatometrique, une diffusion intergranulaire de l'aluminium avec intervention simultanee d'une diffusion superficielle aux basses temperatures de frittage. L'inhibition de la densification par dopage chrome semble correlee a une diffusion homogene de ce dopant a la surface des particules de corindon avant l'initiation du frittage et a la formation de la solution solide, susceptible de bloquer les processus de diffusion intergranulaire et superficielle. L'amelioration de la densification par dopage manganese semble liee a une augmentation de la concentration en lacunes d'aluminium dans le corindon lors de la formation du spinelle. L'influence predominante de la microstructure (densite, taille de grain) sur le claquage dielectrique a ete demontree ; elle peut masquer la contribution liee au dopage. Une amelioration des proprietes de claquage est reportee par dopage chrome mais pas par dopage manganese, ce qui est attribue a une augmentation de taille de grain. Une correlation entre proprietes dielectriques et mecaniques est observee sur la base du modele du claquage electromecanique filamentaire. Les defauts critiques conduisant a la rupture mecanique de ces ceramiques semblent etre identiques a ceux conduisant a leur rupture dielectrique.