![Influence de la température de frittage sur les propriétés structurales, diélectriques et piézoélectriques dans le système ternaire: Pb0.95(La1-z, Biz)0.05[(Zr0.6, Ti0.4)0.95(Mn1/3, Sb2/3)0.05]O3](./styles/zen/images/no_image.jpg)
| Titre : | Influence de la température de frittage sur les propriétés structurales, diélectriques et piézoélectriques dans le système ternaire: Pb0.95(La1-z, Biz)0.05[(Zr0.6, Ti0.4)0.95(Mn1/3, Sb2/3)0.05]O3 |
| Auteurs : | Hayet Menasra, Auteur ; Ahmed Boutarfaia, Directeur de thèse |
| Type de document : | Thése doctorat |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2015 |
| Format : | 1 vol. (113 p.) / couv. ill. |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | PLZT céramique,MEB,ordre-désordre,propriété diélectrique,diffusivité γ |
| Résumé : |
Ce travail concerne l'étude de Pb0.95 (La1-xBix)0.05 [(Zr0,6Ti0,4)0.95 (Mn1/3Sb2/3)0.05]O3 avec x=0.00, 0.02, 0.04, 0,06 et 0.08 appartenant à la famille de composé cristallin du type PLZT. Ces composés ont été synthétisés, par la voie solide, sous forme de poudre et céramique massive. Nous avons effectué des mesures diélectriques et de conductivité électrique qui démontrent le caractère ferroélectrique de ces composés. L’étude par diffraction des rayons X a permis de confirmer l’existence, à la température ambiante, d’une phase pérovskite à une symétrie tétragonale en parallèle à une autre phase parasite (pyrochlore). Cette phase pyrochlore accroit avec l’augmentation de bismuth et diminue avec l’augmentation de la température de frittage qui varie entre 1000°C et 1200°C. On note aussi qu’on a pu remarquer la phase pyrochlore sur les micrographes de MEB sous forme octaédrique. Les mesures des propriétés électriques ont été effectuées sur les échantillons céramiques monophasiques et l'évolution de ces propriétés ont été étudiées en fonction de la température de 25°C jusqu’a 500°C à différentes fréquences (1kHz, 10 kHz et 100 kHz). Le comportement relaxeur est confirmé par le calcule de coefficient de diffusivité (γ) quidonne ces valeurs de 1,59 jusqu’à 1,78, indiquant le degré de désordre dans le système PLZT dopé. On a trouvé aussi que l’énergie d’activation oscille dans le domaine [0,3- 0,4] ev et confirme la déformation de phase (FE-PE). |
| Sommaire : |
Remerciement…………………………………………………………………………….. i Dédicace…………………………………………………………………………...……… iii Liste des figures……………………………………………………………………….….. iv Liste des tableaux………………………………………………………………………… viiii Liste des Abréviations…………………………………………………………….……... x Introduction Générale ………………………………………………………..………….. 1 Chapitre I : Généralités sur les PZT dopées par le Lanthane I.1. Introduction........................................................................................................... 5 I.2. les céramiques piézoélectriques et ferroélectriques I.2.1. Définitions………….……………………………………………….................. 5 I.2.1.1. Une céramique……………………………………………………….…... 5 I.2.1.2. L’effet piézoélectrique ……………………….……...……………….…… 6 I.2.1.3. La symétrie macroscopique ……………………...........................……… 7 I.2.2. Classification des matériaux férroélectriques……………………………..…….. 9 I.2.2.1. Propriétés des ferroélectriques « durs » et « doux »…………… ……….. 9 I.2.2.2 Propriété des matériaux ferroélectriques classiques et relaxeurs I.2.2.2.1. les propriétés diélectriques…………………………….…….. 9 Permittivité et Pertes diélectriques………..……………………….. 9 L’évolution thermique du constant diélectrique relatif ′ à fréquence constante………………………………………………... L’évolution thermique du constant diélectrique relatif réel à fréquences croissantes……………………...………………………12 I.3. Les céramiques ferroélectriques à structure pérovskite (PZT)………………....... 15 I.3.1. Description de la structure pérovskite ABO3 ……………………………... 16 I.3.1.1. Les pérovskites simples……..….……………………………………….. 17 I.3.1.2. Les pérovskites complexes…………...…………………………………. 17 I.3.2. Conditions de stabilité structurale de la pérovskite I.3.2.1. Condition d'électroneutralité …………………………………………... 18 I.3.2.2. Condition Stoechiométrique…………………………………………… 18 I.3.2.3. Condition Géométrique …………..……….......……………………. . 18 I.3.3. Distorsions de la structure pérovskite idéale ………………………………... 19 I.3.4. Diagramme de phase de Pb(Zrx,Ti1-x)O3……………………………….. 20 I.3.5. Les différents procédés d’élaboration des poudres de PZT…………………... I.3.5.1. Synthèse par voie liquide …………………………………………….... I.3.5.1.a. La synthèse par Co-précipitation ……..………………… 21 I.3.5.1.b. Le procédé de Sol-gel …..……………………………… 22 I.3.5.2. Synthèse par voie solide ………………..……………………………… I.3.5.2.a. La voie solide par calcination…….………..…………….. 22 I.3.5.2.b. La voie solide par activation mécanique (broyage sec)……. 23 I.4. Les céramiques à structure pérovskite PLZT I.4.1.Définition…………………………………………………..………...………… 23 I.4.2. Diagramme de phase de PLZT …………..…………………………..………. 25 I.3.3. Etude bibliographiques sur les PLZT dopées……………………..…………. 26 I.5. Les composés à structure pyrochlore I.5.1.définition …………………...…………………………………………………. 29 I.5.2. La phase pyrochlore comme phase secondaire …………………………. 30 I.6. Conclusion………….………………………………………………………………… 31 Références bibliographiques….………………………………………………………… 32 Chapitre II : Techniques Expérimentales II.1.Introduction………………………………………………………………………… 40 II.2. Synthèse de céramiques : le procédé voie solide………………….……………… 40 II.2.1. Les étapes du procédé voie solide………………….…………………………. 40 II. 2.1. 1. produits de départ……………………………………………………….. 41 II. 2.1.1.a. Les oxydes de bases …………….……………………………… 41 II. 2.1.1.b. Les dopants …………………………………………………….. 42 II. 2.1.2. Pesée et agitation ……………………………………………………… 42 II. 2.1.3. Etuvage…………………………………………………..………….. 43 II. 2.1.4. Broyage ………………………………………………….…………… 43 II. 2.1.5. Calcination …………………………………………………………… 43 II.2.1.6. Elaboration de PLBZMST sous forme céramique massives ............ …….. 44 II.2.1.6.a. La mise en forme…………………………………………………….. 44 II.2.1.6.b. Le frittage…….……………………………………………………... 45 Définition ………………………………………………………… 45 Les conditions de frittage………………………..……………………… 45 II.3. Techniques de Caractérisation structurales des poudres calcinées et céramiques frittées II.3.1. La densité des céramiques (d)………………………………………..…… 46 II.3.2. La porosité (P)…………………………………………………………..… 47 II.3.3. Analyse par DRX…………………………………………………………..... 48 II.3.3.1.Principe d’obtention des spectres…………………………………. 48 II.3.4. Analyse par MEB………………………………………………………….. 50 II.3.4.1.principe d’obtention des micrographes………………………………... 51 II.4. Techniques de Caractérisation électriques II.4.1 Préparation des échantillons (Argentage) ……………………….. .………… 51 II.4.2. Mesure des grandeurs diélectriques……………………………………….. 52 II.4.2.1. Mesure de la constante diélectrique ( ) ………………………….….. 53 II.4.2.2. Mesure de la résistivité (ρ)………………………………………….. 53 II.4.2.3. Mesure de la tension de claquage (régidité électrique)…………….. 54 II.4.2.4. Mesure de Facteur de dissipation (tg δ)……………………………. 54 II.5. Techniques de Caractérisation piézoélectriques II.5.1. Polarisation des matériaux…………………………………………………… 55 II.5.2. Mesure des facteurs piézoélectriques par la méthode résonance antirésonance……………………………………………………………………………55 II. 6. Conclusion…………………………………………………………………………. 56 Références bibliographiques…………………………………………………………….. 57 Chapitre III : Etude structurale des solutions solides PLBZMST et PLZT-PMS III.1. Introduction ………………………………………………………………………. 59 III.2. Elaboration des céramiques PLBZMST…………………………… III.2.1. Choix de dopants……………………………………………………………. 60 III.2.2. Stabilité de la structure pérovskite après dopage……………………………. 60 III.3. Caractérisation structurale des poudres PLBZMST calcinées…………….. III.3.1. Analyse des phases par DRX……………………………………………….. 61 III.4. Caractérisation morphologique des céramiques massives PLBZMST……….. 65 III.4.1. La densité et la porosité……………………………………………………… 65 III.4.1.1. Influence de la température sur l’évolution de la densité et la porosité 65 III.4.1.2. Influence de la composition sur l’évolution de la densité et la porosité 67 III.4.2. Analyse des phases par DRX………………………………………………. III.4.3. Evolution des paramètres de mailles du système PLBZMST………………. 73 III.4.3. Analyse des phases par MEB………………………………………………. 74 III.5. Caractérisation des céramiques massives PLZT-PMS……………………… 77 III.5.1. La densité et la porosité des céramique PLZT-PMS…………………….. 77 III.5.2. Caractérisation structurale par DRX ……………………………………… 78 III.5.2.1. Evolution des paramètres de maille en fonction de la composition…. 79 III.5.3. Analyse des phases par MEB………………………………………………. 80 III.6. Conclusion ………………………………………………………………………… 82 Références Bibliographiques……………………………………………………………... 83 Chapitre IV : Caractérisations diélectriques et piézoélectriques PLBZMST IV. 1. Introduction………………………………………………………………………. 86 IV. 2. Caractéristiques diélectriques………………..………………………………….. IV. 2.1. Permittivité et perte diélectrique à la température ambiante ……………… 86 IV.2.2. Permittivité des compositions PLBZMST à température variable ………… 87 IV.2.3. Perte diélectrique des compositions PLBZMST à température variable ….. 89 IV.2.4. Etude du comportement relaxeur…………………………………………… 91 IV.2.5. Résistivité, Conductivité électrique et Energie d’activation……………….. 97 IV.2.5.a. Résistivité…………………………………………………………… 97 IV.2.5.b. Conductibilité électrique…………………………………………… 98 IV.2.5.c. Energie d’activation………………………………………………… 100 IV.2.6.La rigidité électrique…………………………………………… ………….. 103 IV. 3. Caractéristiques piézoélectriques………………………………………............ 105 IV. 4. Conclusion……………………………………………………………………… 106 Références Bibliographiques……………………………………………………………... 107 Conclusion générale et perspectives……………………………………………………… 108 Résumé……………………………………………………………………………………. 110 Summary………………………………………………………………………………….. 111 112 …………………………………………………………………………………الملخص Annexe …………………………………………………………………………………. 113 LISTE |
| Type de document : | Thése doctorat |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/1192/1/chimi_d1_2015.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TCH/26 | Mémoire de magister | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
