Development of microwave heating process in order to elaborate ceramics with particular electric properties
Développement du procédé de chauffage micro-ondes en vue de l'élaboration de céramiques à propriétés électriques particulières.
Résumé
This work is devoted to the development of microwave heating process with the view of elaborating ceramics with particular electric properties. The aim is to valorize this heating process through the synthesis of functional ceramics. The manuscript presents interesting results which can be separated in two parts:
- Firstly, we studied the microwaves heating of refractory oxides in a resonant rectangular cavity TE102. Initially the synthesis by direct microwave heating of La0.8Sr0.2MnO3 (LSMO) was selected but the obtained results were not satisfying and the direct heating was modified by an indirect one. This new process allowed the successful synthesis and sintering of long LSMO bars in both static and continuous mode without deteriorating the high colossal magneto-resistance properties of this material. This process was also employed with success for the insulator BaZrO3 sintering.
- Secondly, we studied the texturation of YBa2Cu3OΔ prepared by the microwaves floating zone process. The objective was to improve the superconducting properties by controlling the crystallographic orientation. For that, two processes were developed. The first method consisted to substitute partially the calcium in the yttrium site, which allowed an effective optimization of the orientation and opened new perspectives for improving the processing and properties of superconducting materials. The second method combines the floating zone with the top seeding method. Samples obtained by this method showed satisfactory superconducting properties. The texture was analysed and studied by EBSD, XRD, and neutron diffraction.
- Firstly, we studied the microwaves heating of refractory oxides in a resonant rectangular cavity TE102. Initially the synthesis by direct microwave heating of La0.8Sr0.2MnO3 (LSMO) was selected but the obtained results were not satisfying and the direct heating was modified by an indirect one. This new process allowed the successful synthesis and sintering of long LSMO bars in both static and continuous mode without deteriorating the high colossal magneto-resistance properties of this material. This process was also employed with success for the insulator BaZrO3 sintering.
- Secondly, we studied the texturation of YBa2Cu3OΔ prepared by the microwaves floating zone process. The objective was to improve the superconducting properties by controlling the crystallographic orientation. For that, two processes were developed. The first method consisted to substitute partially the calcium in the yttrium site, which allowed an effective optimization of the orientation and opened new perspectives for improving the processing and properties of superconducting materials. The second method combines the floating zone with the top seeding method. Samples obtained by this method showed satisfactory superconducting properties. The texture was analysed and studied by EBSD, XRD, and neutron diffraction.
Ce travail a été consacré au développement du procédé de chauffage micro-ondes en vue de l'élaboration de céramiques à propriétés électriques particulières. L'objectif, est de valoriser ce procédé de chauffage à travers l'élaboration de céramiques fonctionnelles. Le manuscrit présente des travaux pouvant être découpe en deux parties :
- Une première partie aborde l'élaboration par chauffage micro-ondes d'oxydes réfractaires dans une cavité résonante rectangulaire TE102. La synthèse par chauffage micro-ondes direct de la phase La0.8Sr0.2MnO3 (LSMO) envisagée initialement n'est pas satisfaisante, un chauffage indirect est alors mis en place. Ce nouveau procédé a permis de synthétiser et de fritter avec succès en mode statique et en continu de longs barreaux de LSMO sans altérer les propriétés remarquables du matériau à magnétorésistance colossale. L'utilisation de ce procédé pour fritter également un matériau isolant BaZrO3 a conduit à une réussite.
- Une seconde partie est consacrée à la texturation de YBa2Cu3OΔ par procédé micro-ondes de fusion de zone. L'objectif est d'améliorer les propriétés supraconductrices en contrôlant l'orientation cristallographique. Ainsi deux procédés ont été développés. Le premier qui consiste à substituer partiellement l'Yttrium par du Calcium a permis une réelle optimisation de l'orientation et ouvre de nouvelles perspectives. Le second combine la fusion de zone avec la croissance assistée par germe. Les échantillons élaborés par cette méthode possèdent des propriétés supraconductrices satisfaisantes. Ils ont été caractérisés par des méthodes d'analyses de texture comme : l'EBSD, DRX, neutron.
- Une première partie aborde l'élaboration par chauffage micro-ondes d'oxydes réfractaires dans une cavité résonante rectangulaire TE102. La synthèse par chauffage micro-ondes direct de la phase La0.8Sr0.2MnO3 (LSMO) envisagée initialement n'est pas satisfaisante, un chauffage indirect est alors mis en place. Ce nouveau procédé a permis de synthétiser et de fritter avec succès en mode statique et en continu de longs barreaux de LSMO sans altérer les propriétés remarquables du matériau à magnétorésistance colossale. L'utilisation de ce procédé pour fritter également un matériau isolant BaZrO3 a conduit à une réussite.
- Une seconde partie est consacrée à la texturation de YBa2Cu3OΔ par procédé micro-ondes de fusion de zone. L'objectif est d'améliorer les propriétés supraconductrices en contrôlant l'orientation cristallographique. Ainsi deux procédés ont été développés. Le premier qui consiste à substituer partiellement l'Yttrium par du Calcium a permis une réelle optimisation de l'orientation et ouvre de nouvelles perspectives. Le second combine la fusion de zone avec la croissance assistée par germe. Les échantillons élaborés par cette méthode possèdent des propriétés supraconductrices satisfaisantes. Ils ont été caractérisés par des méthodes d'analyses de texture comme : l'EBSD, DRX, neutron.
Domaines
Matériaux
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