Chimie des solides
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dominante puisque ces porteurs se deplacent beaucoup plus rapidement
que les ions. D'une maniere generate, on peut admettre que le conducteur
est considers comme conducteur ionique tant que le rapport o- / cr e des conductivites ionique o- et electronique cr e est superieur a 100. Pour maintenir
une forte conductivity ionique, il est necessaire de creer un grand nombre
de lacunes anioniques sans liberer d'electrons. Pour cela, il suffit de doper
ZrO 2 par CaO ou Y 2 O 3 . Dans le cas de CaO, on a le processus :
On a reporte, sur la figure 13.7, la dependance de la concentration
en lacunes et en electrons (n) dans ZrO 2 en fonction de la pression
d'oxygene P 02 - Si I'oxyde est pur, la concentration en lacunes depend de
1'equilibre de Schottky et correspond a un tres faible domaine de P O2 -
L'incorporation de CaO augmente fortement la concentration
en lacunes et fait retrograder la concentration electronique. On
augmente ainsi fortement le domaine de P O2 dans lequel la concentration lacunaire 1'emporte sur la concentration electronique (domaine
extrinseque). L'analyse de cette figure montre que, pour les pressions
FlG. 13.7 — Evolution de la concentration des lacunes d'oxygene et des electrons, en fonction de la pression d'oxygene, dans la zircone dopee a I'oxyde de
calcium CaO. II se degage deux domaines. L'un, extrinseque, a conduction
majoritairement ionique et 1'autre, intrinseque, ou le depart d'oxygene du
reseau cree des lacunes anioniques et 1'apparition d'electrons conduisant a un
conducteur mixte.
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dominante puisque ces porteurs se deplacent beaucoup plus rapidement
que les ions. D'une maniere generate, on peut admettre que le conducteur
est considers comme conducteur ionique tant que le rapport o- / cr e des conductivites ionique o- et electronique cr e est superieur a 100. Pour maintenir
une forte conductivity ionique, il est necessaire de creer un grand nombre
de lacunes anioniques sans liberer d'electrons. Pour cela, il suffit de doper
ZrO 2 par CaO ou Y 2 O 3 . Dans le cas de CaO, on a le processus :
On a reporte, sur la figure 13.7, la dependance de la concentration
en lacunes et en electrons (n) dans ZrO 2 en fonction de la pression
d'oxygene P 02 - Si I'oxyde est pur, la concentration en lacunes depend de
1'equilibre de Schottky et correspond a un tres faible domaine de P O2 -
L'incorporation de CaO augmente fortement la concentration
en lacunes et fait retrograder la concentration electronique. On
augmente ainsi fortement le domaine de P O2 dans lequel la concentration lacunaire 1'emporte sur la concentration electronique (domaine
extrinseque). L'analyse de cette figure montre que, pour les pressions
FlG. 13.7 — Evolution de la concentration des lacunes d'oxygene et des electrons, en fonction de la pression d'oxygene, dans la zircone dopee a I'oxyde de
calcium CaO. II se degage deux domaines. L'un, extrinseque, a conduction
majoritairement ionique et 1'autre, intrinseque, ou le depart d'oxygene du
reseau cree des lacunes anioniques et 1'apparition d'electrons conduisant a un
conducteur mixte.