Substitutions cationiques au sein de quelques phases d'Aurivillius Bi3TiNbO9, Bi4TiO12 et Bi7Ti4NbO21 : Etude cristallochimique etdiélectrique

par Ahmed Souirti

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux céramiques

Sous la direction de Jean-Pierre Mercurio.


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  • Résumé

    Ce travail concerne l'analyse de l'influence sur les proprietes cristallochimiques et dielectriques de substitutions cationiques effectuees sur les sites cubooctaedriques (la, gd) et sur les sites octaedriques (ti, w) de quelques membres de la famille des phases d'aurivillius simples ou mixtes. Pour les phases simples (bi#3tinbo#9 et bi#4ti#3o#1#2) la substitution de lanthane ou de gadolinium au sein des sites cubooctaedriques entraine en general un passage progressif de la symetrie orthorhombique vers la symetrie quadratique. Au contraire, la substitution au sein des sites octaedriques conserve la symetrie orthorhombique. Ces evolutions ainsi que les variations des parametres cristallins ont ete reliees aux valeurs relatives des cations substituants. En particulier, le remplacement du bismuth (cation a configuration electronique anisotrope, fortement polarisable) par des cations a symetrie spherique entraine une symetrisation de la structure. Au plan des proprietes dielectriques, la temperature de curie decroit lineairement avec le taux de substituant croissant, que ce soit en site cubooctaedrique ou en site octaedrique. Pour les phases mixtes (bi#7ti#4nbo#2#1), des comportements analogues ont ete mis en evidence tant au plan structural qu'a celui des proprietes dielectriques. Comme la phase parente, les phases substituees comportent deux anomalies dielectriques aux temperatures t#1 et t#2, dont les evolutions avec la composition ont ete reliees aux taux d'occupations respectifs des sites cubooctaedriques et octaedriques dans les couches correspondant a m=2 et a m=3. Pour l'ensemble des phases etudiees, la substitution du bismuth entraine toujours une forte decroissance de la permittivite dielectrique en particulier a la temperature de curie, resultat lie a la diminution de l'espece la plus polarisable. La permittivite dielectrique des phases substituees en sites octaedriques presente en general un minimum correspondant au milieu du domaine de substitution. A l'aide de l'hypothese que la temperature de curie est liee a la fois au taux de substitution et a la nature de l'ion substituant (rayon ionique), des relations simples ont pu etre obtenues pour rendre compte des evolutions de ces temperatures par rapport a celles des phases parentes

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  • Détails : 131 p
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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SL 26448
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