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Chapitre 7 : Defauts ponctuels dans les solides non-stce.chiome.triques
stcechiometrie, ce sont les lacunes metalliques doublement ionisees qui
sont les defauts majoritaires car elles sont responsables de la non-stcechiometrie. Mais, il y a aussi des lacunes anioniques dont la concentration
est liee a celle des lacunes cationiques par la constante d'equilibre de
Schottky. Ces lacunes anioniques, en nombre tres inferieur, sont les
defauts minoritaires. Cherchons alors comment varie la concentration
de ces defauts avec la pression d'oxygene. La relation entre la concentration des lacunes et celle des porteurs de charges est valable quelque soit le
domaine de composition considere, d'ou :
Au voisinage de la stcechiometrie, ce sont les lacunes V M qui sont
les defauts majoritaires et la condition d'electroneutralite se reduit a
2 [VM! = p, en negligeant [V'o] et n, minoritaires. En remplacant [V^] par
p/2 dans 1'expression de K'VM (cf. § 6.2.2), on obtient :
En portant cette valeur de p
2 dans 1'expression de V 0 " , il vient:
La concentration des lacunes d'oxygene diminue lorsque la pression
d'oxygene augmente et sa dependance est en -1/6 (comme dans
le domaine de sous-stcechiometrie ou ces lacunes sont les defauts
majoritaires).
Exercices
Exercice 7.1
Les oxydes MgO et A1 2 O 3 donnent un compose defini, le spinelle
MgAl 2 O 4 , qui est non stcechiometrique et qui presente un exces d'Al 2 O 3
correspondant a une substitution de Mg par Al. Quels sont les defauts susceptibles d'expliquer ce comportement ? Donner la formule du compose
obtenu.
Exercice 7.2
Ecrire les defauts de sous-stcechiometrie en oxygene des oxydes TiO 2 ,
V 2 0 5 et WO 3 ainsi que les defauts de sur-stcechiometrie de NbO 2 . Preciser
dans chaque cas la condition d'electroneutralite. Que deviennent les
charges formelles des cations dans chaque cas ?
Chapitre 7 : Defauts ponctuels dans les solides non-stce.chiome.triques
stcechiometrie, ce sont les lacunes metalliques doublement ionisees qui
sont les defauts majoritaires car elles sont responsables de la non-stcechiometrie. Mais, il y a aussi des lacunes anioniques dont la concentration
est liee a celle des lacunes cationiques par la constante d'equilibre de
Schottky. Ces lacunes anioniques, en nombre tres inferieur, sont les
defauts minoritaires. Cherchons alors comment varie la concentration
de ces defauts avec la pression d'oxygene. La relation entre la concentration des lacunes et celle des porteurs de charges est valable quelque soit le
domaine de composition considere, d'ou :
Au voisinage de la stcechiometrie, ce sont les lacunes V M qui sont
les defauts majoritaires et la condition d'electroneutralite se reduit a
2 [VM! = p, en negligeant [V'o] et n, minoritaires. En remplacant [V^] par
p/2 dans 1'expression de K'VM (cf. § 6.2.2), on obtient :
En portant cette valeur de p
2 dans 1'expression de V 0 " , il vient:
La concentration des lacunes d'oxygene diminue lorsque la pression
d'oxygene augmente et sa dependance est en -1/6 (comme dans
le domaine de sous-stcechiometrie ou ces lacunes sont les defauts
majoritaires).
Exercices
Exercice 7.1
Les oxydes MgO et A1 2 O 3 donnent un compose defini, le spinelle
MgAl 2 O 4 , qui est non stcechiometrique et qui presente un exces d'Al 2 O 3
correspondant a une substitution de Mg par Al. Quels sont les defauts susceptibles d'expliquer ce comportement ? Donner la formule du compose
obtenu.
Exercice 7.2
Ecrire les defauts de sous-stcechiometrie en oxygene des oxydes TiO 2 ,
V 2 0 5 et WO 3 ainsi que les defauts de sur-stcechiometrie de NbO 2 . Preciser
dans chaque cas la condition d'electroneutralite. Que deviennent les
charges formelles des cations dans chaque cas ?