Offre de thèse - CEMHTI Orléans

Etude, par spectroscopie d’impédance, de la conductivité électrique de verres et fontes d’oxydes et de leur céramisation.

 

Outre son intérêt fondamental, la conductivité électrique des verres à l’état solide et/ou à l’état fondu est une grandeur dont la connaissance est primordiale dans de nombreuses applications industrielles (électrolytes solides, vitrification de déchets nucléaires par la méthode du creuset froid, modélisation des fours verriers électriques…). Par ailleurs, la spectroscopie d’impédance peut se révéler une technique efficace pour étudier, in situ, les phénomènes de nucléation et de croissance de cristaux dans les vitrocéramiques en fonction de la température et du temps et jouer ainsi un rôle complémentaire aux techniques classiques des caractérisation structurales (DRX, MEB, RMN…).

Le sujet présenté dans cette thèse consiste à élaborer différentes familles de verres d’oxydes (silicates, borates, borosilicates…) et à étudier leur conductivité électrique dans une large gamme de température allant de l’ambiante jusqu’à 2000K grâce à un ensemble unique de dispositifs expérimentaux implantés au CMHTI [1]. L’étude de quelques compositions de verres élaborés par lévitation aérodynamique est aussi envisagée dans cette thèse. Les propriétés électriques, couplées aux données structurales et de dynamique obtenues par RMN, IR et Raman devrait permettre d’élucider les mécanismes de conduction en fonction de la composition dans les états fondu, surfondu et vitreux [2, 3].

            Une part importante est novatrice dans cette thèse sera consacrée à l’étude de la céramisation des verres, in situ, par impédancemètrie complexe. Le la candidat.e retenu.e participera alors, dans un premier temps, à la finalisation du dispositif expérimental récemment acquis par le laboratoire pour développer cette thématique et dans un deuxième temps à analyser quelques séries de verres sélectionnées et traitées thermiquement au voisinage de leurs températures de transition vitreuse. Une analyse fine des diagrammes d’impédance des vitrocéramiques permettra d’obtenir des informations à la fois sur les phases amorphes et sur les phases cristallisées et suivre ainsi les phénomènes de nucléation et de croissance des cristaux en fonction de la température et du temps. Cette partie sera également complétée par des données thermiques (DSC) et structurales (DRX, MEB, RMN…) afin d’obtenir une image complète des différentes phases présentes et de leur évolution.

Profil recherché :

Mastrer 2 recherche en Science des Matériaux ou ingénieur ayant eu une initiation recherche dans le domaine des matériaux. Connaissances dans le domaine des verres appréciées.

Contact : Mohammed MALKI (CEMHTI, CNRS, Orléans),   This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

[1] M. Malki, P. Echegut, Journal of Non-Crystalline Solids, 323 (2003) 131-136.

[2] C. Bourgel, M. Micoulaut, M. Malki, P. Simon, Physical Review B, 79 (2009) 24201-24209.

[3] V. Montouillout, H. Fan, L. del Campo, S. Ory, A. Rakhmatullin, F. Fayon, M. Malki, Journal of Non-Crystalline Solids, 184 (2018) 57-64.