Etude physicochimique du cuprate au bismuth supraconducteur bi#2sr#2cacu#2o#8 et de composites avec l'etain et le plomb

Chemical and physical study of superconducting bismuth cuprate bi#2sr#2cacu#2o#8 and composites with tin and lead

• Auteur / Autrice : ABDELKRIM OUAMMOU
• Direction : C. CAREL
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Rennes 1

Résumé

L'etude porte sur l'elaboration et la caracterisation de materiaux composites a base de ceramique supraconductrice de proprietes mecaniques et electriques modulables. La ceramique est bi#2sr#2ca#1cu#2o#8 ou bi-2212 (t#c = 85 k). Le liant est l'etain ou le plomb dans des composites bi-2212 (compacte) / sn ou bi-2212 (compacte) / pb, l'oxyde sno#2 ou pbo dans des composites bi-2212 (fritte) / sno#2 ou bi-2212 (fritte) / pbo. Outre la phase bi-2212 pure, ces quatre series de composites sont etudiees en fonction de la composition et de la temperature, a 300 k et en-dessous, par diffraction des rayons x, par microscopie electronique, par analyse a la microsonde, par mesure de densite, de susceptibilite magnetique, d'aimantation, d'impedance et de resistance electrique. A l'echelle de l'echantillon, les composites a l'etain sont semiconducteurs comme la phase bi-2212 compactee tant que le taux volumique d'etain polycristallin est inferieur a 0,25. Au-dela, ils sont metalliques: il y a percolation des electrons normaux. Dans les composites au plomb, la presence de pbo aux interfaces interdit la conduction. Dans les composites frittes de taux de ceramique restante au moins egal a 0,6, les jonctions intergranulaires permettent la percolation des electrons normaux et des paires de cooper. La supraconductivite est bien etablie en-dessous de 40 k si le liant est sno#2. S'il est pbo, le caractere semiconducteur redevient preponderant a partir de 30 k, en grande partie du fait que des phases de decomposition de la ceramique sont apparues en concentration appreciable lors de la fabrication, ce qui n'est pas le cas avec sno#2. La modelisation selon l'approximation du milieu effectif permet de retrouver les deux valeurs-seuil, 0,3 et 0,6, des percolations normale et supraconductrice. Une modelisation faisant appel a un circuit (rlc) permet de retrouver la caracteristique electrique r(t) entre 20 et 300 k de tout composite en tenant compte de la concentration des differentes phases et des proprietes des interfaces