![Etude des caractéristiques microstructurales et électriques de la solution solide Pb1-x-ySmxNdy[(Zr0.55,Ti0.45)1-z ,z(Y2/3,Mo1/3)1/2,z(Y2/3,Ni1/3)1/2]O3 Dans le système quaternaire](./styles/zen/images/no_image.jpg)
| Titre : | Etude des caractéristiques microstructurales et électriques de la solution solide Pb1-x-ySmxNdy[(Zr0.55,Ti0.45)1-z ,z(Y2/3,Mo1/3)1/2,z(Y2/3,Ni1/3)1/2]O3 Dans le système quaternaire |
| Auteurs : | Oum Kelthoum Kribaa, 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. (115 p.) / ill.couv.ill.en coul / 30cm |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | Céramique / PZT / La frontière morphotropique de phase (FMP) / Diffraction des rayons-X / Diélectrique / Piézoélectrique. |
| Résumé : |
L’objectif principal de ce travail repose sur la synthèse, la caractérisation structurale et physique d’un nouveau matériau en céramique de type PZT et de structure pérovskite ABO3. Nous nous sommes intéressés à l’étude du système quaternaire .Deux séries d’échantillons ont été étudiés dans le but de trouver les compositions près de la frontière morphotropique de phase (FMP), Pb1-x-ySmxNdy[(Zr0.55,Ti0.45)1-z,z(Y2/3,Mo1/3)1/2,z(Y2/3,Ni1/3)1/2]O3 notamment avec x=y=0.02, z = 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.1 pour la section A et z=0.01 , x=y=0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.1 pour la section B. Les échantillons choisis pour cette étude ont été préparés par la méthode de synthèse par voie solide. Un traitement thermique a été appliqué sur ces compositions à différentes température : 1100°C ,1150°C ,1180°C successivement dans le but d’optimiser la température de frittage où la densité des échantillons est maximale (près de la densité théorique) et donc le produit est de meilleur qualité physique. Différentes techniques de caractérisation ont été utilisées telles que : la microscopie électronique à balayage (MEB), la diffraction des rayons X (DRX), l’analyse spectroscopique (IRTF) , l’Analyse spectrométrique dispersive en énergie (EDS) et l’analyse granulométrique laser. Des mesures diélectriques et piézoélectriques, en fonction de la composition, la température et la fréquence faites pour les différents échantillons ont montré que la réponse est optimale pour les compositions inclus dans la zone morphotropique. |
| Sommaire : |
INTRODUCTION GENERALE 1 Références bibliographiques Chapitre I : Généralités Et Notions Fondamentales I.1. INTRODUCTION 3 I.2. PROPRIETES DES CERAMIQUES I.2.1. Propriétés Générales 4 a. La microstructure 4 b. Liaison chimique 4 I.3. PROPRIETES ELECTRIQUES DES MATERIAUX CERAMIQUES 6 I.3.1.les diélectriques 6 I.3.2.La diélectricité 7 I.3.3.propriétés diélectriques 7 I.3.3.1.Rigidité diélectrique 7 I.3.3.2. La résistivité (ρ) et la conductibilité (γ) électrique 8 I.3.3.3.La permittivité diélectrique (εr) 8 I.3.3.3. L'angle de perte (tgδ) 9 I.3.4.L'élasticité 9 I.3.5.Température de Curie 9 I.3.6.Transition de phase 10 I.3.7.La piézoélectricité 11 I.3.8.La pyroélectricité 13 1.3.9. Ferroélectricité 13 SOMMAIRE 1.3.9.1. Cycle d'hystérésis 14 I.4. Les ZIRCONO-TITANATE DE PLOMB (PZT) 16 I.4.1. Introduction 16 I.4.2. Structure 16 I.4.3. Condition de stabilité structurale de la pérovskite 17 I-4.3.1. Condition d'électroneutralité 17 I-4.3.2. Condition stoechiométrique 18 I-4.3.3. Condition géométrique 18 I.4.4. Solution solide de type PZT 18 I.4.5. Diagramme de phase 19 I.4.6. Effet du dopage sur les propriétés piézoélectriques 21 I.4.6.1.Dopants de valence égale à celle de l’ion substitué 22 I.4.6.2.Dopants de valence inférieure à celle de l’ion substitué 22 I.4.6.3.Dopants de valence supérieure à celle de l’ion substitué 22 I.5. APPLICATION DES CERAMIQUES PIEZOELECTRIQUES 23 Références bibliographiques Chapitre II : Techniques Expérimentales De Synthèse Et De Caractérisation II.1. INTRODUCTION 25 II.2. SYNTHESE PAR VOIE LIQUIDE 25 II.3. SYNTHESE PAR VOIE SOLIDE 25 II.4. CHOIX DE LA METHODE 26 II.5. PREPARATION DES ECHANTILLONS 27 II.5.1. Produits de départ 27 II-5-2- Elaboration 30 II.5.3. Pesée et mélange 33 II.5.4. Broyage 33 II.5.5. Mise en forme 33 II.5.6. Calcination 34 II.5.7. Frittage des échantillons compactés 35 II.6. TECHNIQUES EXPERIMENTALES 37 II.6.1. Technique de Diffraction des Rayons X sur Poudres 37 II.6.1.1. Principe de la Méthode 37 II.6.2. Analyse par spectrométrie infrarouge (IR) 40 II.6.3. Analyse thermique 41 II.6.3. 1. Analyse thermique différentielle (ATD) 41 II.6.3.2. L’analyse Thermogravimétrique (ATG) 42 II.6.4. Microscopie électronique à balayage (MEB) 43 II.6.5. Caractérisations diélectriques 45 II.6.5.1 Les mesures diélectriques 45 a. Mesure du constant diélectrique (εr) 45 b. Mesure du facteur de dissipation (tgδ) 47 c. Mesure de la résistivité (ρ) et la conductibilité électrique 48 d. Mesure de la rigidité électrique (tension de claquage) 48 II.6.6. Caractérisations piézoélectriques 49 II.6.6.1 la polarisation 49 II.6.6.2.Mesure des facteurs piézoélectriques par la méthode de 50 résonance – antirésonance. II.6.7.Granulométrie Laser 53 Références bibliographiques Chapitre III : Etude Structurale Et Morphologique De La Solution Solide III.1. INTRODUCTION 55 III.2. SYNTHESE 56 III.3.RESULTATS ET DISCUSSION 57 III.3.1.Etude morphologique des céramiques 57 III.3.1.1.La masse volumique 57 III.3.1.2. La porosité 59 III 3.1.3.Microstructure 60 a).La microscopie électronique à balayage (MEB) 60 b).Analyse spectrométrique dispersive en énergie (EDS) 63 c) la distribution granulométrique laser 64 III 3.2.Etude structurale 67 III 3.2.1. Analyses par diffraction des rayons X 67 III 3.2.2. Evolution des paramètres de maille 73 a).Evolution des paramètres de maille en fonction de la température de frittage 73 b).Evolution des paramètres de maille en fonction de la composition 75 III 3.2.3. Analyse des phases par « IRTF » 78 III. 4 .CONCLUSION 81 Références bibliographique Chapitre IV : Etude Physique De La Solution Solide IV.1. INTRODUCTION 83 IV.2 .LA PERMITTIVITE DIELECTRIQUE RELATIVE (εr) 83 IV.2.1.Evolution de la constante diélectrique en fonction de la température 83 IV.2.2 Evolution de la constante diélectrique en fonction 86 de la température de frittage IV.2.3 Evolution de la permittivité diélectrique en fonction de la fréquence 88 IV.3.FACTEUR DE DISSIPATION (PERTES DIELECTRIQUES (tgδ) 90 IV.3.1 Evolution des pertes diélectriques (tgδ ) en fonction de la température 90 IV.3.2 Etude du facteur de dissipation en fonction de la température de frittage 91 IV.3.3 Etude du facteur de dissipation en fonction de la fréquence 92 IV.4 LA RESISTIVITE (ρ) et LA CONDUCTIBILITE ELECTRIQUE (γ) 94 IV.4.1 Etude de la résistivité et de la conductibilité en fonction de la température 94 IV.4.2 Etude de la résistivité et de la conductibilité 97 en fonction de la température de frittage IV.4.3 Etude de la résistivité et de la conductibilité en fonction de la Fréquence 99 IV.5. LA RIGIDITE ELECTRIQUE 99 IV.6. ETUDE DES PROPRIETES PIEZOELECTRIQUES 100 IV.6. 1.Le facteur de couplage électromécanique planaire Kp 101 IV.6. 1.1.Evolution de Kp en fonction de la température de frittage 101 IV.6. 1.2.Evolution de Kp en fonction de la composition 101 IV.6. 1.3.Evolution de Kp en fonction de la température 102 IV.6. 2.Le coefficient piézoélectrique de charge d31 103 IV.6.2.1.Variation de d31 en fonction de la composition en Zr 103 IV.6.2.2.Variation de d31 en fonction de la température de frittage 104 IV.6.2.3.Variation de d31 en fonction de la température 105 IV.6. 3. La variation du coefficient piézoélectrique de tension g31 106 IV.6. 3. 1. En fonction de la température de frittage et du taux de Zirconium 106 IV.6. 3. 2. En fonction de la température 108 IV.7. ETUDE DES PROPRIETES MECANIQUES 108 IV.7. 1. Le facteur de qualité mécanique Qm 108 IV.7.1.1.Evolution de Qm en fonction de la température de frittage et 108 du taux de Zirconium IV.7.1.2.Evolution de Qm en fonction de la température 110 IV.7.2. Le module de Young E 110 IV.7.2.. 1.Variation de E en fonction de la température de frittage 110 IV.7.2.2.Variation de E en fonction de la composition en Zr 111 IV.7.2.3.Variation de E en fonction de la température 112 V.8.CONCLUSION 113 Références bibliographiques CONCLUSION GENERALE |
| Type de document : | Thése doctorat |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/1485/1/Chimi_d4_2015.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TCH/33 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
