thesis

Rôle des traitements thermiques sur les propriétés structurales, microstructurales et électriques de manganites de métaux de transition. Application au vieillissement des thermistances à coéfficient de température négatif (ctn)/ par Sophie Fritsch

Defense date:

Jan. 1, 1995

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Institution:

Toulouse 3

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Abstract FR:

Les thermistances a coefficient de temperature negatif (ctn), constituees de manganites de metaux de transition, subissent une derive de resistivite (vieillissement) sous contrainte thermique (t=60-240c). L'origine de ce phenomene, prejudiciable pour les applications, a fait l'objet de nombreuses hypotheses sans qu'il ait ete possible jusqu'alors d'en determiner les mecanismes. L'objectif de ce travail consistait precisement a rechercher les correlations entre le vieillissement des ctn et l'evolution de leurs caracteristiques structurales et (ou) microstructurales sous l'influence des traitements thermiques. Differentes phases spinelles mn#3#-#xm#xo#4 (m=mn, ni, cu - 0,5<x<1,0) ont ete elaborees par chimie douce, sous forme de poudres puis sous forme de ceramiques. L'etude structurale effectuee par diffraction des rx et des neutrons ainsi que par thermogravimetrie a permis de preciser les distributions cationiques et leur stabilite vis a vis de la temperature. Les manganites etudies presentent de nombreux phenomenes d'oxydo-reduction lies aux variations des degres d'oxydation des ions du manganese. L'analyse microstructurale, realisee par microscopie electronique en transmission, a montre que la transition de phases reversible quadratique <-> cubique conduit a la formation de macles qui accomodent les contraintes dues au changement de structure. La presence de ces defauts bidimensionnels contribue par ailleurs a diminuer la derive de resistivite. Toutes ces observations ont permis de mettre en evidence le traitement de metallisation par serigraphie comme la cause majeure du vieillissement. En effet, au cours de ce recuit a 850c suivi d'un refroidissement rapide, la distribution des cations se trouve hors d'equilibre et un phenomene d'oxydation apparait en meme temps que des germes d'une phase spinelle lacunaire. Apres maintien a 125c pendant plusieurs centaines d'heures, les germes cristallins sont elimines, mais la distribution cationique n'est pas modifiee. Le mecanisme de vieillissement n'apparait pas comme une fonction simple de la temperature