Influence de la microstructure sur la conductivité électrique des conducteurs à ions fluor de type Tysonite

Dans la présente étude, des conducteurs ioniques du fluor de type Tysonite La0.93Ba0.07F2.93, des briquettes polycristallines denses frittées (densité relative : >95%) avec différentes tailles de grains ont été préparées par frittage plasma à décharge et leurs conductivités électriques ont été étudiées. Une évaluation a été réalisée pour comprendre l'effet de la microstructure sur la conductivité ionique. La conductivité électrique des briquettes préparées a augmenté lorsque la température de frittage a été portée à 1273 K et a présenté les valeurs les plus élevées, par exemple 7,1 × 10-5Scm-1 à 300 K, ce qui est beaucoup plus élevé que les valeurs rapportées pour les corps frittés du même matériau. Ceci est dû au fait que l'application de la technologie de frittage par plasma à décharge nous permet d'obtenir une densification élevée du corps fritté et que l'augmentation de la température de frittage favorise la croissance des grains, ce qui entraîne une diminution de la résistance des joints de grains. Lorsque la densité du composite polycristallin est suffisamment élevée, l'effet inhibiteur des joints de grains sur la conduction ionique n'est pas significatif. En revanche, lorsque la température de frittage est supérieure à 1273 K, de petits trous se forment le long des joints de grains et la conductivité diminue à mesure que la température de frittage augmente. Cette diminution de la conductivité peut s'expliquer par une augmentation de la résistance des joints de grains due à la formation de trous résultant du frittage à haute température. Ce travail montre que pour les conducteurs d'ions fluorure polycristallins frittés à base de (La,Ba)F3, il existe une condition de préparation optimale pour obtenir la meilleure microstructure, c'est-à-dire une densité élevée, une grande taille de grain et des joints de grain propres pour une conduction élevée des ions fluorure.

Dans cette thèse, les blocs LBF93 frittés à 1073, 1273, 1373 et 1473 K à température ambiante ont été observés à l'aide d'un analyseur haute fréquence 4990EDMS-120K LN-Z2-HF, Toyo Co, Japon.
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Source :

Influence des microstructures sur la conductivité des conducteurs ioniques fluorés de type Tysonite
Auteur : K. Motohashi, T. Nakamura, Y. Kimura, Y. Uchimoto, K. Amezawa
Publication : Solid State Ionics
Éditeur : Elsevier
Date : 1er octobre 2019
https://doi.org/10.1016/j.ssi.2019.05.023

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