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Chapitre I : Etude bibliographique 21
Si on suppose que les lacunes d’oxygène sont complètement libres et que la
conductivité augmente proportionnellement avec la concentration de dopant, la conductivité
totale de la zircone peut s’exprimer grâce à (I-9).
(I-9) σ Τ=
A'CM exp(
−∆H
m / kT )
Où : CM est la concentration totale de dopant exprimée en fraction des sites de cations
La conductivité ionique de la zircone stabilisée dépendant de la concentration en poids
de dopant utilisé, un maximum de conductivité est atteint quand une stabilisation complète
est obtenue avec un minimum de dopant. Pour l’oxyde d’yttrium, le pourcentage en poids
minimal permettant la stabilisation complète est 12% comme le montre la Figure I-2. Cette
conductivité est indépendante de la pression partielle d'oxygène sur une grande plage de
températures.
Figure I-2: Diagramme de phase de la zircone stabilisée à l'oxyde d'yttrium. [Desportes et al,
1994]
Les électrolytes de zircone sont traditionnellement fabriqués par compaction de poudre
et densification à haute température. Il est préférable d'utiliser des particules sphériques avec
une distribution de taille étroite car une bonne réactivité est alors atteinte pendant le frittage et
l'électrolyte est ainsi dense.