Synthèse, formation et développement du composé Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O₁0 élaboré par frittage d'un précurseur lyophilise stoéchiométrique et sans PB

Abstract

Le but du présent travail est double : * réaliser la synthèse du matériau supraconducteur à haute température critique : Bi₂Sr₂Ca₃CuO₁₀ par décomposition thermique et frittage d’un précurseur lyophilisé, stoechiométrique et sans substitution de Pb au Bi. * étudier la formation et les conditions de développement de cette phase en fonction du temps, de la température et de la pression partielle d’oxygène. Alors que l’ensemble des auteurs, qui travaillent à la synthèse de ce matériau, considèrent indispensablement la présence de Pb voire un excès de Cu et/ou de Ca pour former et stabiliser la phase 2223, nous montrons ici qu’en partant d’un précurseur lyophilisé chimiquement homogène et très réactif on parvient à former majoritairement cette phase (85%) sans ces artifices. L’étude de la formation et du développement de cette phase réalisée grâce à diverses technique de caractérisation : analyse thermique différentielle, spectroscopie infra-rouge, diffraction de rayon X, microanalyses X et mesures de la résistivité en fonction de la température nous amène à distinguer la formation de 2223 de son développement. S’il est confirmé que sa formation est issue de la fusion incongruente de la phase Bi₂Sr₂CaCu₂O₈ (2212) il est observé par contre, de façon originale à notre connaissance, que son développement ultérieur est lié à l’absence de la phase (Ce, Sr)₃Cu₅Oy caractérisée par une forte substitution de Sr au Ca (40%) et dont l’existence dépend de la pression partielle d’oxygène. L’étude des concentrations respectives en Sr au Ca (40%) et dont l’existence dépend de la pression partielle d’oxygène. L’étude des concentrations respectives en Sr des différentes phases conduit à penser que c’est l’appauvrissement en Sr de la phase 2212, transmis intégralement à la Bi₂Sr₂CuO₆ (2201) lors de la fusion incongruente, associé à la non solubilité de (Ca, Sr)₃Cu₅Oy dans 2201 liquide qui rend impossible le développement de 2223.