Bulk and Grain Boundary Ionic Conductivity in Polycrystalline β″- Alumina

Measurements of conductance and capacitance are made on polycrystalline β″-alumina over a range of frequencies from 10 to 107 Hz and temperatures from −130 to 400 °C. The results are analyzed using complex impedance plots which exhibited a bulk and grain boundary component. Above 220 °C the resistance of the grains exceeded that of the grain boundaries. The activation energy for bulk conductivity is found to be 0.18 eV. The low-temperature results indicated that the grain boundary impedance is being short-circuited either by easy paths through the grain boundaries and/or by some very low impedance boundaries leading to conduction, through preferred grains and grain boundaries. On a éffectué des mesures de conductance et capacitance dans l'alumine β″ polycristalline pour une gamme de fréquences de 10 à 107 Hz et pour des températures comprises entre −130 et 400 °C. Les résultats ont été analysés en utilisant les courbes d'impédance dans le plan complexe distinguant ainsi la composante transgranulaire et la composante intergranulaire. Au dessus de 220 °C, la résistance des grains dépasse celle des joints de grain. L'énergie d'activation pour la conductivité transgranulaire est de 0,18 eV. Les résultats à basses températures indiquent que l'impédance de joint de grain est court circuitée soit par des raccourcis transgranulaires, et/ou par des joints de très faibles impédances, menant ainsi à une conduction à travers des grains et des joints de grains préférentiels.