No description available.

<p>Long-term stability and chromium (Cr) contamination are two major concerns for application of chromium-bearing metallic materials as interconnects of solid oxide fuel cells (SOFCs) at intermediate temperature (~800°C). Copper-manganese (Cu-Mn) and cobalt-manganese (Co-Mn) spinel can be promising coating materials for the metallic interconnects as they show high electrical conductivities. The first objective of this research is to develop an economical and convenient method through which the spinel coatings can be applied to the metallic substrates. The investigations on the crystal structure of CuᵪMn₃₋ᵪO₄ spinel, e.g., structure symmetry and cation distributions, have always been controversial, which hinders the total understanding of the detailed structure of the material. In order to resolve the inconsistency, in-situ neutron and X-ray diffraction were employed to determine the structure of the spinel.</p> <p>A novel method was developed to obtain high quality manganese coating without any additives (sulphur or selenium compounds). Cu-Mn and Co-Mn spinel coatings were applied to metallic coupons by electrodeposition and subsequent annealing. The method is convenient and easy to control. The performance testing showed that the area specific resistances (ASRs) of the coated samples (0.003 Ω•cm²) are much lower than that of the uncoated UNS 430 (0.189 Ω•cm²) after oxidation at 750°C for 1500 hours. Moreover, both spinel coatings can effectively suppress the outward diffusion of Cr, which resulted in reduction of Cr contamination significantly. The oxidation studies of Cu-Mn coating revealed the transformation mechanisms of Cu-Mn coating to the spinel. In-situ neutron and X-ray diffraction analysis clarified the crystal symmetry of CuᵪMn₃₋ᵪO₄ spinel and CuMnO₂ at high temperatures. Rietveld refinement revealed the cation distribution of Cu and Mn ions on tetrahedral and octrahedral sites of CuᵪMn₃₋ᵪO₄ spinel, which was compared to values in the literatures. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

L'étude de l'influence de traitements d'halogenation sur les propriétés structurales et supraconductrices des cuprates de structure de type T,T' ou T* a permis de mettre en évidence: la restauration après fluoration de la supraconductivite dans le cas de l'oxyde La1,875Ba0,125CuO4 de structure de type T. Celle-ci s'accompagne de la modification de la transition structurale orthorhombique (MTO) quadratique (LTT) ; l'apparition d' un comportement supraconducteur après traitement sous chlore de l' oxyde LaSm0,8Sr0,2CuO4 de structure de type T*. La fluoration de cet oxyde conduit a la formation de deux phases isotypes. Leurs propriétés structurales et supraconductrices ont été étudiées a l'aide de diverses techniques: diffraction X et neutronique, EXAFS, susceptibilité magnétique, conductivité électrique et thermique, pouvoir thermoelectrique...

L'état mixte des supraconducteurs de type II est caractérisé par l'existence de vortex, quanta de flux définis par des boucles de supercourants. Alors que dans les supraconducteurs conventionnels ces vortex s'ordonnent en réseau dans pratiquement tout l'état mixte (réseau d'Abrikosov), le diagramme de phase dans le plan champ-température est beaucoup plus riche dans les supraconducteurs à haute température critique. Nous présenterons ici une étude thermodynamique du système de vortex dans le composé YBa$_2$Cu$_3$O$_((7-x))$, réalisée principalement par des mesures des chaleur spécifique, mais également par des mesures d'aimantation. Expérimentalement, nous avons porté nos efforts sur le développement d'un calorimètre par modulation de température, atteignant ainsi une très bonne résolution et permettant le travail sous champ magnétique élevé. Nos mesures confirment l'existence d'une transition thermodynamique, du premier ordre, dans le système de vortex. Nous présentons de plus un test original de la présence éventuelle d'une hystérésis lors de cette transition, grâce au principe alternatif de notre mesure. Nous discutons aussi la question de l'existence d'une phase de vortex basse température haut champ. En effet au dessus d'un champ caractéristique B$_(cr)$, qui peut être très élevé selon l'échantillon (jusqu'à 26 T), la chaleur latente disparaît et la transition devient continue. Le couplage entre mesures d'aimantation et mesures de chaleur spécifique montre l'importance du désordre dans cette disparition, et nous explorons plusieurs hypothèses pour expliquer nos résultats. L'existence d'une phase de vortex entièrement différente des deux phases mises en jeu lors de la transition du premier ordre à bas champ ne semble pas compatible avec nos mesures.

De par sa structure et sa formulation simples, La2CuO4 est considéré comme un cuprate modèle pour la compréhension de la supraconductivit2 dans les oxydes supraconducteurs a haute température critique. Pour ce matériau, cette propriété remarquable dépend fortement de sa surstoëchiométrie en oxygène. L'intercalation et désintercalation électrochimique de l'oxygène a été réalisée en milieu électrolytique basique, en mode galvanostatique. Cette étude menée sur des céramiques polycristallines, a permis de montrer l'existence de trois composés définis dans le système et d'en déterminer les conditions électrochimiques d'obtention. Ces trois composes sont: La2CuO4.00 (isolant antiferromagnetique de Mott-Hubbard), La2CuO4.04 (phase alpha) et La2CuO4.09 (phase beta) (metalliques et supraconductrices a 32 et 44 K respectivement). La microstructure de chacune de ces phases a ete ensuite caractérisée par Microscopie Electronique a Transmission et les modifications structurales ont été discutées en relation avec l'insertion d'oxygène. Le mode de diffusion de l'oxygène au sein du matériau a été abordé par l'oxydation d'échantillons monocristallins (couches minces et monocristaux). Enfin l'étude de la réduction électrochimique de l'oxygène a été étendue à la solution solide La2Cu1-xNixO4+delta. Les modifications structurales et l'évolution du potentiel d'équilibre ont été discutées en fonction du taux x de substitution en nickel et du taux delta de non-stoëchiométrie en oxygène. Une méthode de dosage coulométrique de l'oxygène a été proposée.