Etudes d'oxydes mixtes de hafnium et de vanadium : synthèse, caractérisation et propriétés de conduction
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La haihone est un matériau à fort potentiel industriel en tant que barrière thermique, support pour catalyse ou conducteur ionique, sous une l'orme dopée. Nous avons choisi le vanadium ( qui a 4 degrés d'oxydation) comme dopant, afin de pouvoir moduler les propriétés de la hafhone. Les poudres de HF-V-O ont été élaborées par chimie douce à partir de complexes oxaliques. Les complexes "mixtes", H2ti. Yl(NH4)2y(Hf1. YVyO(C2O4)2), tH2O, 0<y<l. Ont été étudiés par analyse thermique (ATD-TG) et infrarouge a transformée de Fourier (IRTF). Les poudres sont obtenues par décomposition des complexes mixtes sous atmosphère oxydante (->V5+)> neutre ou réductrice. Les intbnnalions structurales ont été obtenues par diffraction de rayons X (XRD) et par microscopies électroniques (TEM, HREM et SEM), couplées à des analyses dispersives en énergie (EDS et EELS). Le vanadium V5* stabilise la phase monoclinique Hf()2 dans des nano-grains. La limite de solubilité de V5+ est de 7at. %. Les autres poudres sont stabilisées dans la phase cubique Hf02 pour 10, 20 et 30 aL% de vanadium et contiennent des ions V +. Il se forme des domaines ordonnés de l'ordre de 5nm ; le seul composé ordonne connu jusqu'à présent, dans le système Hf-V-0, était HfVjQj. La stabilité thermique sous air et la conduction ionique ont été étudiées par ATD-TG et par spectroscopie d'impédance complexe (SIC). Les poudres contenant du V5* sont stables en température et de conductivité faible alors que les poudres stabilisées (HfO2 cubique) se dégradent vers 600°C : leur conductivité est multipliée par un facteur 1000 par rapport à la liamone pure ou dopée avec V5+. Enfin, des études par analyse enthalpique différentielle (DSC) et thermodiffractométrie de neutrons sur HtV2OT ont montré l'existence de deux transitions de phases à 320 et 370K. Au-delà de 370K, HfYzO; a une structure cubique et présente une expansion thermique négative. En dessous de 320K, il apparaît une surstructure 3x3x3 légèrement différente de celle de ZrV2O.