| Titre : | Synthèse et caractérisation structurale d’un composé de type PCZT-PCI |
| Auteurs : | Rokaia Alimi, Auteur ; Malika Abba , Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2018 |
| Format : | 1 vol. (62 p.) / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Céramique /PZT / Structure pérovskite / Synthèse / PCZT-PCI /frittage / Diffraction des rayons X sur poudre / densité / Porosité/ analyse granulométrique/. Analyse ultraviolet/ gap optique. |
| Résumé : |
L’objectif principal de ce travail repose sur la synthèse, la caractérisation structurale et morphologique d’un nouveau matériau en céramique de type PZT et de structure pérovskite ABO3. Nous nous sommes intéressés à l’étude du système ternaire (dopage en site A et en site B) Pb1-xCax [Zr0,50Ti0,45(Cr2/3In2/3)0,05]O3 abrégé PCZT-PCI notamment avec :x= 2,4,6 et 8% d'étudier l'effet du pourcentage de dopage en site A par l’ion Ca+2 sur la microstructure et la morphologie. 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 la température 1200°C dans le but d’homogénéiser la solution solide et stabiliser la structure cristallographique. Différentes techniques de caractérisation ont été utilisées pour cette étude telles que, la diffraction des rayons X (DRX) , l’analyse granulométrique laser , spectrométrie infrarouge( IR )ainsi que la spectromètre ultraviolet et visible (UV). L’étude par diffraction des rayons X a permis de confirmer l’existence d’une phase pérovskite de structure tétragonale pour toutes les compositions. L’étude morphologique montre que la composition avec un taux de dopage de 6% en Calcium présente une valeur maximale de la densité 7.280 g/cm3 (91.5377% de la densité théorique) et une faible porosité ( 8.46 %). L’analyse infrarouge (IR) pour les différentes compositions frittées à 1200°C montre la présence d’une bonde de vibration à 610 cm-1 caractéristique de la liaison métal-oxygène de la structure pérovskite. L’analyse UV pour les différentes compositions frittées à 1200°C montre que la variation du taux de dopage en calcium n’influe pas d’une façon remarquable sur le gap optique. |
| Sommaire : |
SOMMAIRE Liste des figures……………………………………………………………….. I Liste des tableaux………………………………………………………… IV Introduction générale ………………………………………………………… 1 Références……………………………………………………………………… 4 Chapitre I : Généralité sur les Matériaux de type PZT I.1-Introduction………………………………………………………………… 5 I.2.Les céramiques…………………………………………………………….. 5 I.3. Propriétés générales des céramiques………………………………………. 6 I.3.a. Les Liaisons chimiques………………………………………………….. 6 I.3.b. La microstructure……………………………………………………….. 6 I.4. Les matériaux de type PZT………………………………………………... 7 I.4.1- Description de la structure pérovskite…………………………………… 7 I.5. Critères de stabilité de la structure pérovskite……………………………... 9 I.5.1. Conditions de stabilité…………………………………………………… 9 I.5.1. a. Condition d’électro-neutralité………………………………………… 9 I.1.5.b- Condition Stœchiométrique …………………………………………. 9 I.5.1.c- Condition Géométrique ………………………………………………. 9 I.6- Solution solide de PZT……………………………………………………. 10 I.6.1 Diagramme de phase des solutions solides de Pb(Zrx,Ti1-x)O3 ……….. 10 I.7.Propriétés physiques des céramiques …………………………………….. 12 I.7.1 La piézoélectricité ……………………………………………………… 12 I.7.1.1. Définition ……………………………………………………………. 12 I.7.1.2.Origine de la piézo-électricité………………………………………… 13 I.7.2.La ferroélectricité ……………………………………………………… 13 I.7.2. 1. Définition ……………………………………………………………. 13 I.7.2.2.Polarisation des matériaux ferroélectriques…………………………… 14 I.7.2.3.Matériaux ferroélectrique de type pérovskite ………………………… 14 I.7.3. Propriétés pyroélectriques………………………………………………. 14 I.7. 4.Propriétés diélectriques…………………………………………………. 15 I.8. Effet du dopage sur les propriétés piézoélectriques ……………………… 15 I.8.1. Dopants isovalents ou valence compensée……………………………… 16 I.8.2. Dopants accepteurs (valence inférieure à celle du site qu’ils occupent)… 16 I.8.3. Dopants donneurs (valence supérieure à celle du site qu’ils occupent)…. 16 I.9. Les avantages et les inconvénients des céramiques PZT………………….. 17 I.10. Applications des matériaux piézoélectrique…………………………….. 18 Références bibliographiques………………………………………………………. 20 Chapitre II : Techniques expérimentales de synthèse et de caractérisation II.1- Introduction……………………………………………………………… 22 II.2.Choix de la méthode……………………………………………………… 22 II-3. Méthode céramique……………………………………………………… 22 II.4. Procédure expérimentale ………………………………………………… 22 II.4.1. Produits de départ ……………………………………………………… 22 II.4.1.a) Oxyde de Plomb PbO…………………………………………….. 23 II.4.1.b) Dioxyde de Titane TiO2…………………………………………. 23 II.4.1.c) Oxyde de Zirconium ZrO2………………………………………. 23 II.4.1.d) Oxyde d'indium In2O3………………………………………….. 24 II.4.1.e) l'oxyde Chromique Cr2O3……………………………………….. 24 II.4.1.f)Carbonate de calcium CaCO3……………………………………. 24 II.5 Elaboration……………………………………………………………….. 24 II.5-1 Préparation de la céramique………………………………………….. 24 II.5.2. Préparation des poudres……………………………………………... 26 II.5.3. Mise en forme………………………………………………………. 28 II.5.4.Frittage des échantillons compacté………………………………….. 29 II.6-Caractérisation morphologique des céramique………………………….. 31 II.6-1 La densité (d) ………………………………………………………. 31 II.6-2-La Porosité (P)…………………………………………………………. 32 II.7. Caractérisations structurales par DRX…………………………………… 32 II.8. Analyse granulométrique………………………………………………… 34 II.9. Analyse par Spectrométrie infrarouge (IR)…………………………….. 34 II.10: Les spectromètres UV-Vis : pour les tests catalytiques………………… 35 II.10.1. Coefficient d’absorption ……………………………………………… 36 II.10.2. Détermination de la largeur de la bande interdite et de l'énergie de gap 37 Références bibliographiques…………………………………………………... 38 Chapitre III : Etude structurale d’un composé de type PCZT-PCI en fonction du taux de dopage. III.1. Introduction……………………………………………………………. 40 III.2 Compositions choisies pour l’étude ……………………………………. 40 III.3. Etude des critères de stabilité de la structure pérovskite……………….. 41 III.3.1. Condition d’électroneutralité………………………………………… 41 III.3.2. Condition Stoechiométrique………………………………………….. 41 III.3.3. Condition géométrique……………………………………………….. 42 III.4. Résultats et discussion………………………………………………….. 43 III.4.1. caractérisation par DRX des poudres PCZT-PCI calcinées…………………….. 43 III.4.2.Evolution des paramètres de maille en fonction de la composition….. 49 III.5. Etude morphologique des céramiques PCZT-PCI……………………… 50 III.5.1. Densité………………………………………………………………… 51 III.5.2.Porosité………………………………………………………………… 52 III.6.Caractérisation granulométrique………………………………………….. 53 III-7-Analyse des phases par IR……………………………………………….. 55 III-8- Analyse par spectrométrie UV-visible…………………………………... 56 Références bibliographiques…………………………………………………... 61 Conclusion générale……………………………………………………………. 63 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| MCH/364 | Mémoire master | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
