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Chapitre 7 : Defauts ponctuels dans les solides non-stoechiometriques
FlG. 7.7 - Dependance en (P 02 )~
1/6 de 1'ecart a la stoechiometrie x du dioxyde
de titane.
Apartir de ces resultats experimentaux, on trace les courbes log x = f (log
P O 2) portees sur la figure 7.7. Ce sont des droites dont la pente est egale
a -1/6, caracteristique des lacunes d'oxygene doublement ionisees. Pour
des valeurs de x plus elevees, la pente tend vers -1/5, valeur caracteristique des titanes interstitiels Ti
4+ . Ce dernier type de defaut prefigure
1'apparition de plans de cisaillement cristallographiques lorsque le
depart d'oxygene est plus important (cf. WO 3 ci-apres). II apparait alors
des phases reduites de formule generale Ti n O 2n .i (n variant de 4 a 10). Le
dioxyde de titane reduit est un conducteur mixte a conduction electronique predominante. Les valeurs obtenues a 1 100 °C confirment les
resultats obtenus par thermogravimetrie puisque la pente de la droite
log cr= f (log P O 2) est aussi egale a -1/6. Nous verrons que le dopage permet d'avoir un conducteur purement electronique. L'apparition d'electrons, en meme temps que les lacunes, est rendue possible car le titane
Ti
4+ (d°) est dans son etat d'oxydation maximum ; il peut done accepter
un electron par atome pour devenir un ion Ti
3+ (d
1
).
b) Pentoxyde de niobium Nb 2 O 5 _ x
Le pentoxyde de niobium est extrait d'un mineral contenant aussi de
1'oxyde de tantale ; ce mineral est un oxyde mixte (Fe,Mn)(Nb,Ta) 2 O 6 .
Chapitre 7 : Defauts ponctuels dans les solides non-stoechiometriques
FlG. 7.7 - Dependance en (P 02 )~
1/6 de 1'ecart a la stoechiometrie x du dioxyde
de titane.
Apartir de ces resultats experimentaux, on trace les courbes log x = f (log
P O 2) portees sur la figure 7.7. Ce sont des droites dont la pente est egale
a -1/6, caracteristique des lacunes d'oxygene doublement ionisees. Pour
des valeurs de x plus elevees, la pente tend vers -1/5, valeur caracteristique des titanes interstitiels Ti
4+ . Ce dernier type de defaut prefigure
1'apparition de plans de cisaillement cristallographiques lorsque le
depart d'oxygene est plus important (cf. WO 3 ci-apres). II apparait alors
des phases reduites de formule generale Ti n O 2n .i (n variant de 4 a 10). Le
dioxyde de titane reduit est un conducteur mixte a conduction electronique predominante. Les valeurs obtenues a 1 100 °C confirment les
resultats obtenus par thermogravimetrie puisque la pente de la droite
log cr= f (log P O 2) est aussi egale a -1/6. Nous verrons que le dopage permet d'avoir un conducteur purement electronique. L'apparition d'electrons, en meme temps que les lacunes, est rendue possible car le titane
Ti
4+ (d°) est dans son etat d'oxydation maximum ; il peut done accepter
un electron par atome pour devenir un ion Ti
3+ (d
1
).
b) Pentoxyde de niobium Nb 2 O 5 _ x
Le pentoxyde de niobium est extrait d'un mineral contenant aussi de
1'oxyde de tantale ; ce mineral est un oxyde mixte (Fe,Mn)(Nb,Ta) 2 O 6 .