J. Phys. France 51, 1979-1985 (1990)
DOI: 10.1051/jphys:0199000510170197900

Etude par frottement intérieur et impédance complexe d'une zircone calciée cubique ZrO2-CaO

S. Pelaud, P. Mazot et J. Woirgard

Laboratoire de Mécanique et de Physique des Matériaux , E.N.S.M.A., 86034 Poitiers Cedex, France

Abstract
Internal friction measurements and complex impedance experiments have been performed on single crystal specimens of cubic stabilized zirconia. The frequency spectra observed for different temperatures, by internal friction and dielectric loss, give similar activation energies (1.29 and 1.26 eV), while the value obtained by D.C. conductivity is lightly higher (1.34 eV). Thus, it can be assumed that the oxygen jumps induced by mechanical or electrical sollicitation are very probably the same ; the relaxation times deduced from the two sollicitation modes are effectively in a 3 ratio, in a good agreement with Nowick's theoretical approach.

Résumé
Des mesures de frottement intérieur et d'impédance complexe ont été réalisées sur des échantillons monocristallins de zircone cubique stabilisée à la chaux. L'étude en fréquence des spectres obtenus à différentes températures en frottement intérieur et en pertes diélectriques permet la mise en évidence, par les deux méthodes, d'énergies d'activation très similaires (1,29 et 1,26 eV), l'énergie obtenue pour la conductivité en courant continu étant légèrement supérieure (1,34 eV). On peut conclure que les mécanismes de saut de l'oxygène induits sous contrainte mécanique ou électrique sont très vraisemblablement identiques ; les temps de relaxation limites mesurés par les deux méthodes sont en effet dans un rapport de l'ordre de 3 proche des prévisions théoriques de Nowick.

PACS
6630H - Self-diffusion and ionic conduction in nonmetals.
6240 - Anelasticity, internal friction, stress relaxation, and mechanical resonances.
7722 - Dielectric properties of solids and liquids.

Key words
Internal friction -- Complex impedance -- Stabilized zirconia -- Dielectric losses -- Activation energy -- Ionic conductivity