Le frittage constitue une étape importante dans la fabrication des matériaux céramiques. Quelle que soit la nature du matériau céramique considéré et son champ d’application (céramique nucléaire, céramique pour piles à combustible,…), l’une de ses caractéristiques essentielles réside dans sa microstructure (taille et forme des grains, répartition de la porosité résiduelle). Les propriétés physico-chimiques du matériau considéré dépendent directement de cette microstructure.

Nous avons examiné le rôle des conditions de frittage sur le matériau La_1.95Sr_0.05Zr₂O_6.975, envisagé comme électrolyte pour pile à combustible à conduction protonique [1]. Les méthodes de frittage conventionnel (UP Uniaxial Pressing, IP Isostatic Pressing , HP Hot Pressing) conduisent à l’obtention de pastilles peu denses (densités relatives comprises dans la gamme 46% à 78%) avec un grossissement de la taille de cristallites conséquent (75-235 nm). De plus, les expériences de diffraction des rayons X et les analyses par faisceau d’ions ont mis en évidence une décomposition de surface des pastilles obtenues (Figure 1). La méthode par frittage flash (SPS Spark Plasma Sintering) a permis d’obtenir des pastilles totalement densifiées (96%) avec une taille de cristallites de l’ordre de la centaine de nanomètres. La Figure 2 reporte les tailles de cristallites (calculées à partir de la loi de Williamson-Hall) et les compacités obtenues pour chacune des pastilles frittées.