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Chapitre 13 : Electrochimie des solides. Conducteurs ioniques. Piles
a partir des conductivites ionique a- et electronique <7 e . On a ainsi le
nombre de transport ionique :
avec ti + t e = 1 ou t e est le nombre de transport
electronique.
L'expression generate de la conductivity est :
des poiteurs
(13.1)
ou Uj est la mobilite des porteurs, Cj leur concentration et q { leur
charge. Elle peut s'exprimer, en fonction des unites choisies :
o = [concentration des porteurs] x [mobilite des porteurs] x
[charge des porteurs]
de 1'ordre de 10
20 - 10
21 cm3
de 1'ordre de 1Q19
C
ou
a = [moles] x [mobilite] x [charge d'une mole de porteurs]
de 1'ordre de 10"
2 - 10~
4
de 1'ordre de 10
5
C
d s'exprime en Q^m"
1 ou en Q,~
l .cnr
l .
Un materiau peut etre considere comme conducteur ionique si t ; >
0,99. La mobilite des ions etant beaucoup plus faible que celle des porteurs de charge electroniques, il faut que la concentration en defauts
soit au moins 10
4 a 10
5 fois plus elevee que la concentration en electrons ou trous. Pour satisfaire a ces conditions, un tel materiau doit
posseder une quantite importante de defauts intrinseques naturels ou,
plus generalement, obtenus par dopage. Ainsi, on doit inserer pres de
15 % de CaO ou d'Y 2 O 3 dans la zircone ZrO 2 pour obtenir un bon conducteur ionique. De plus, la mobilite des especes diffusantes doit etre
relativement elevee, ce qui necessite une temperature d'utilisation
suffisamment elevee, au moins la moitie de la temperature de fusion.
Ces composes peuvent servir d'electrolytes solides dans des piles
seches.
13.1 Nature des conducteurs ioniques
Les conducteurs ioniques appartiennent a differentes categories de
solides. Us font 1'objet d'applications diverses a des fins technologiques et
dans le domaine de la recherche fondamentale. On peut les classer de la
maniere suivante :
Chapitre 13 : Electrochimie des solides. Conducteurs ioniques. Piles
a partir des conductivites ionique a- et electronique <7 e . On a ainsi le
nombre de transport ionique :
avec ti + t e = 1 ou t e est le nombre de transport
electronique.
L'expression generate de la conductivity est :
des poiteurs
(13.1)
ou Uj est la mobilite des porteurs, Cj leur concentration et q { leur
charge. Elle peut s'exprimer, en fonction des unites choisies :
o = [concentration des porteurs] x [mobilite des porteurs] x
[charge des porteurs]
de 1'ordre de 10
20 - 10
21 cm3
de 1'ordre de 1Q19
C
ou
a = [moles] x [mobilite] x [charge d'une mole de porteurs]
de 1'ordre de 10"
2 - 10~
4
de 1'ordre de 10
5
C
d s'exprime en Q^m"
1 ou en Q,~
l .cnr
l .
Un materiau peut etre considere comme conducteur ionique si t ; >
0,99. La mobilite des ions etant beaucoup plus faible que celle des porteurs de charge electroniques, il faut que la concentration en defauts
soit au moins 10
4 a 10
5 fois plus elevee que la concentration en electrons ou trous. Pour satisfaire a ces conditions, un tel materiau doit
posseder une quantite importante de defauts intrinseques naturels ou,
plus generalement, obtenus par dopage. Ainsi, on doit inserer pres de
15 % de CaO ou d'Y 2 O 3 dans la zircone ZrO 2 pour obtenir un bon conducteur ionique. De plus, la mobilite des especes diffusantes doit etre
relativement elevee, ce qui necessite une temperature d'utilisation
suffisamment elevee, au moins la moitie de la temperature de fusion.
Ces composes peuvent servir d'electrolytes solides dans des piles
seches.
13.1 Nature des conducteurs ioniques
Les conducteurs ioniques appartiennent a differentes categories de
solides. Us font 1'objet d'applications diverses a des fins technologiques et
dans le domaine de la recherche fondamentale. On peut les classer de la
maniere suivante :