Exercices de chimie des solides
125
Exercice 7.4. Défauts dans l’oxyde supraconducteur
YBa 2 Cu 3 O 7−x
L’oxyde supraconducteur YBa 2 Cu 3 O 7 atteint son maximum d’oxygénation dans l’air à 300
◦ C. Quand on élève la température et que l’on diminue
la pression d’oxygène, il devient déficitaire en oxygène YBa 2 Cu 3 O 7−x . Les résultats expérimentaux donnant la pression d’oxygène en fonction de la teneur
en oxygène sont réunis dans le tableau suivant :
log 10 P O2 300
◦ C 350
◦ C 400
◦ C 450
◦ C 500
◦ C
0
7,000
6,995
6,984
6,9655 6,924
−1
6,9995 6,9872 6,965
6,9207 6,8319
−2
6,989
6,9684 6,890
6,806
6,6938
−3
6,961
6,9202 6,8050 6,640
6,4983
−4
6,920
6,80
6,630
6,4560 6,3080
Proposer un modèle de défauts ponctuels pour interpréter ces résultats.
Exprimer la constante d’équilibre pour les différentes équations de formation
de ces défauts.
Les courbes isothermes reliant la composition à la pression partielle d’oxygène sont portées sur la figure suivante.
On voit que la courbure de ces isothermes caractérise un oxyde déficitaire
en oxygène, que l’on peut écrire YBa 2 Cu 3 O 7−x (cf TiO 2−x ou WO 3−x ).