Relations microstructure-comportement face à l'injection de charges-rigidité diélectrique pour des alumines polycristallines : Effet de la température et d'un vieillissement thermique

par Xavier Meyza

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Dominique Goeuriot et de Christelle Guerret.


  • Résumé

    Le claquage diélectrique se produit dès que la tension appliquée à un isolant exède une valeur critique et provoque localement la fusion et l'évaporation du matériau. Des alumines polycristallines sont étudiées (brutes de frittages, dégradées par choc ou fatigue thermique). La rigidité diélectrique Ec varie en fonction de la température et de la composition du joint de grains. Ec chute de 25 à 150°C et croît jusqu'à 500°C. Ec est optimisée à 25 °C par la présence d'anorthite CaAl2Si2O8 et à 500°C par la présence de verre. Pour interpréter les mécanismes contrôlant le claquage diélectrique, l'étude du comportement de l'isolant lors d'une injection de charges est réalisée par la simulation du transport et du piégeage des charges, et par la méthode expérimentale SEMME. L'optimisation de Ec sur un large domaine de température est contrôlée par la composition des joints de grains, permettant un piégeage des charges à faible température et leur écoulement à haute température.

  • Titre traduit

    Relations between microstructure, charge injection and dielectric breakdown of polycrystalline alumina. Effect of temperature and thermal ageing.


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Dielectric breakdown occurs when the applied voltage on an insulator exceeds the threshold value Vc. It generates locally the melting and the evaporation of the material. Polycrystalline aluminas were liquid sintered up to 1590°C and studied after sintering or thermal ageing. The dielectric breakdown Ec is both microstructure and temperature dependent. Ec decreases from 25° to 150°C and increases toward temperatures up to 500°C ; Ec is sensitive to the grain boundaries composition : positive effect of anorthite CaAl2SiO8 at 25°C and of glass at temperatures greater than 150°C. The understanding of mechanisms controlling the breakdown was achieved in a second part. The simulation of the charge transport and storage was an attractive way to analyse experimental SEMME measurements. The optimisation of Ec in a large temperature range requires good abilities for charges trapping within grain boundaries at low temperatures and for charges spreading within grain boundaries at high temperatures.

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Informations

  • Détails : 192 p
  • Notes : publication autorisée par le jury
  • Annexes : bibliogr.

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 537.5 MEY
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