Elaboration et caractérisation de céramiques ZnO−TiO2
No Thumbnail Available
Date
2018
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
L'orthotitanate de zinc (Zn2TiO4) de structure spinelle inverse a été préparée par la
méthode solide en deux étapes. La première étape consiste à broyer mécaniquement un
mélange de poudres de ZnO et TiO2 avec un rapport molaire de 2:1 dans un broyeur
planétaire à haute énergie sous atmosphère d'argon. Les poudres broyées ont été ensuite
calcinées à 900°C pendant 2 heures, puis pressées en pastilles et frittées pendant 4 heures à
1100°C à l'air. La formation des phases, la microstructure, la morphologie de surface et les
propriétés optiques ont été étudiées par diffraction des rayons X, spectroscopies Raman,
infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR), microscopie électronique à balayage couplée
à la spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie (EDX), microscopie à force atomique
et spectrophotométrie UV/visible.
Les résultats des rayons X de la poudre broyée pendant 6 h révèlent la présence de
Zn2TiO4 nanocristallin (15,5 %, <L> = 13,2 nm), en plus de l'anatase a-TiO2, ZnO et le
rutile r-TiO2. La fraction volumique de la phase Zn2TiO4 augmente avec le temps de
broyage. Les pastilles présentent une structure composite dans laquelle une petite quantité
de nanograins de rutile r-TiO2 est dispersée dans la matrice de titanate de zinc Zn2TiO4.
Les résultats des spectroscopies FT-IR et Raman confirment le caractère biphasique des
pastilles. La microstructure de la pastille 18 h est assez propre avec une répartition
homogène de la taille des grains par rapport à celle de la pastille 6 h qui présente peu de
pores. La rugosité de surface (r.m.s) des pastilles diminue avec l'augmentation du temps de
broyage. L'énergie de la bande interdite des pastilles 6 h et 18 h est de l'ordre de 3,22 eV et
3,45 eV, respectivement.