J. Phys. Radium 15, 82-91 (1954)
DOI: 10.1051/jphysrad:0195400150208201

Spectre hertzien et structure des solides. III. Recherches préliminaires sur les composés non stoechiométriques : oxydes d'uranium

M. Freymann¹, S. Langevin¹, M. T. Rolland-Bernard¹, P. Perio² et R. Kleinberger<sup>2

1</sup>  Faculté des Sciences de Rennes
²  Commissariat à l'Énergie atomique, Service de Chimie physique, Paris

Résumé
Cette étude des propriétés diélectriques des oxydes d'uranium a eu un double but : D'une part compléter, par une méthode distincte, les recherches en cours au C.E.A. sur ces composés [15], [22]; d'autre part souligner l'intérêt de cette nouvelle méthode d'examen de la structure des composés non stoechiométriques. Les quatre exemples typiques d'oxydes d'uranium, UO2, UO2,25, U3 O8, UO3, montrent des propriétés diélectriques (absorption et constante diélectrique en fonction de la température et de la fréquence) très différentes. Ce travail précise que, d'une façon générale, les courbes absorption-température des oxydes d'uranium présentent deux maxima distincts : L'un, vers les basses températures, constitue une absorption Debye. Nous pensons que les dipôles correspondants proviennent des défauts de réseau; c'est le phénomène le plus intéressant du point de vue des applications possibles. L'autre, vers la température ordinaire, ne paraît pas être une absorption Debye et il présente des phénomènes d'hystérésis. Nous avons étudié, pour une vingtaine d'échantillons, l'influence de la fréquence utilisée (200 Hz à I MHz), de la teneur en oxygène (et, par suite, de la structure cristalline), sur les courbes ε'(T) et surtout ε"(T). Les résultats obtenus sont résumés à l'aide de la représentation Logνc( IT) [10], [11]. On en déduit les variations de l'énergie d'activation U des défauts de réseau en fonction de la teneur en oxygène; cette énergie d'activation est minimum pour une composition voisine de UO2,25. C'est d'ailleurs également pour cette composition que l'absorption en ondes centimétriques est maximum (λ = 3,I4 cm); des recherches dans ce domaine sont encore à développer. Il convient de placer le problème abordé ici dans le cadre général de l'étude des solides : I° Étude de la structure « géométrique » des solides : rayons X; spectres infrarouges et Raman, etc. 2° Étude des phénomènes « coopératifs » dans les solides, correspondant à des orientations communes des dipoles : Ferro et antiferroélectricité; 3° Étude des défauts dans la structure des solides : conductibilité en courant continu, diffusion et enfin absorption hertzienne, problème étudié plus particulièrement dans le présent Mémoire et les précédents (1).

PACS
7722G - Dielectric loss and relaxation.
60 - CONDENSED MATTER: STRUCTURAL, MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES.
70 - CONDENSED MATTER: ELECTRONIC STRUCTURE, ELECTRICAL, MAGNETIC, AND OPTICAL PROPERTIES.

Key words
permittivity -- dielectric materials -- solid structure -- solid theory -- radiofrequency spectra -- uranium compounds