Influence de l’oxygène sur la conductivité électrique du fluorure de calcium monocristallin

(Laboratoire de Cinétique Électrochimique Minérale, Domaine Universitaire, 38401 St-Martin-d’Hères.), France.

Résumé

Le présent travail concerne l’étude de l’influence de l’oxygène principalement sur les propriétés de transport dans CaF₂ monocristallin entre 450 et 1 200 °C. Trois types d’études ont été entrepris: conductivité électrique totale en courant alternatif, nombre de transport cationique et thermogravimétrie. Les résultats confirment la prédominance des défauts du réseau anionique. La réaction d'introduction de l’oxygène en position substitutionnelle s’accompagne de l’apparition de lacunes d'ions fluorure et d’un départ irréversible de fluor. Cette étude a permis de montrer l’évolution des domaines intrinsèque, extrinsèque et d’association, en fonction de la pression partielle d’oxygène et d’évaluer les enthalpies de formation d’une paire Anti-Frenkel, de migration des ions fluorure [math] et d'association des espèces [math] et O’_F.

Abstract

The present work deals with the influence of mainly oxygen on the transport properties of single crystals CaF₂, between 450 and 1 200 °C. Three types of studies have been undertaken: total ac. conductivity, cationic transference number and thermogravimetric analysis. Results confirm the presence of a majority of anionic defects. Substitution of fluorine by oxygen in the lattice supposes the creation of vacancies. This study has enabled to show the evaluation of intrinsic, extrinsic and defect association domains as a function of the oxygen partial pressure. An evaluation is thus given of the enthalpy of formation of anti-Frenkel pairs, the activation anthalpies of motion for fluorine vacancies and for association of [math] and O’_F.