| Titre : | Elaboration, caractérisation et étude des propriétés diélectriques et électromécaniques d’un nouveau matériau de céramique de type Zirconate - Titanate de plomb (PZT) |
| Auteurs : | Abdelhek MEKLID, 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, 2018 |
| Format : | 1 vol. (135 p.) / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | Céramique,PZT,Structure pérovskite,Diffraction des rayons X,MEB,Mesures diélectrique |
| 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 dans le système ternaire (0.80-x)Pb(Cr1/5,Ni1/5,Sb3/5)O3-xPbTiO3-0.20PbZrO3 avec x = 0.42, 0.44, 0.46, 0.48, 0.50. Une substitution en site B a été réalisée afin d’améliorer ses propriétés physiques. Les échantillons choisis pour cette étude ont été préparés par la méthode de synthèse à voie solide. Les échantillons ont subi un frittage : 1100, 1150,1180 et 1200 °C successivement, afin d’optimiser la température de frittage où la densité d’échantillon est maximale (prés de la densité théorique) et donc le produit de meilleure qualité physique. Différentes techniques de caractérisation ont été utilisées pour cette étude telle que, la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage MEB, l’analyse granulométrique laser, et les mesures électriques. Les diagrammes de diffraction des rayons X ont indiqué que les compositions prés de la FMP, se situent dans la gamme 46% ≤ x ≤ 48% et l’étude morphologique des différents échantillons a montré que la céramique PZT-CNS (08/46/46) fritté à 1180 °C prés de la FMP a favorisé la croissance des grains. Des mesures diélectriques en fonction de la composition, la température et la fréquence faite pour les différents échantillons ont montré que la réponse est optimale pour les compositions inclus dans la zone morphotropique. |
| Sommaire : |
LISTE DES FIGURES LISTE DES TABLEAUX INTRODUCTION GÉNÉRALE Références bibliographiques CHAPITRE I GENERALITES ET DEFINITIONS I.1. Introduction I.2. Définitions I.3. La piézoélectricité I.3.1. Symétrie et piézoélectricité I.3.2. Les principaux matériaux piézoélectriques I.3.3.Applications des matériaux piézoélectriques I.4. La pyroélectricité I.5. La ferroélectricité I.5.1.Domaines ferroélectriques I.5.2. Le point de Curie I.5.3. Cycle d’hystérésis I.6. La polarisation d’un diélectrique I.7. Classification des matériaux férroélectriques I.7.1. Ferroélectriques classiques I.7.2. Ferroélectriques relaxeurs I.8. Propriété des matériaux ferroélectriques I.8.1. Les propriétés diélectriques I.8.1.1 La diélectricité I.8.1.1.1. La permittivité diélectrique I.8.1.1.2. Pertes diélectriques I.8.1.1.3. La rigidité diélectrique I.8.1.1.4. La résistivité (ρ) et la conductibilité (γ ou σdc) électrique I.9. Type et ordre de la transition ferroélectrique-paraélectrique I.10. Vieillissement I.11. Les céramiques de structure pérovskite. I.11.1.Introduction I.11.2.Description de la structure pérovskite I.11.2.1. Les pérovskites simples I.11.2.2. Les pérovskites complexes I.11.2.3. Taux d’accueil I.11.3. Conditions de stabilité structurale de la pérovskite I.11.3.1. Condition d'électroneutralité I.11.3.2. Condition Stoechiométrique I.11.3.3. Condition Géométrique I.12.La classification des céramiques piézoélectriques I.12.1. Titanate de Baryum BaTiO3 I.12.2. Titanate de Plomb PbTiO3 I.12.3. Zirconate de Plomb PbZrO3 I.12.4. Zirconate – Titanate de Plomb PZT I.12.5. Réaction chimique de formation PZT I.12.6. Diagramme de phase du système binaire PbTiO3- PbZrO3 I.12.7. Domaines ferroélectriques et directions de polarisation dans les PZT I.13. Effet du dopage sur les propriétés piézoélectriques I.13.1. Dopants de valence égale à celle de l’ion substitué (dopants isovalents) I.13.2. Dopants de valence inférieure à celle de l’ion substitué (dopants accepteurs) I.13.3. Dopants de valence supérieure à celle de l’ion substitué (dopants donneurs) Références bibliographiques CHAPITRE II THECHNIQUES EXPERIMENTALES II .1. Introduction II.2. La méthode céramique II.3. Procédure expérimentale II.3.1. Produits de départ II.3.1.1. Les oxydes de bases Oxyde de plomb PbODioxyde de titane TiO2 Oxyde de zirconium ZrO2 II.3.1.2. Les dopants Trioxyde d'Antimoine Sb2O3 Oxyde de nickel NiO Oxyde chromique Cr2O3 II.3.2. Préparation des poudres II.3.2.1. Pesée et mélange II.3.2.2. Broyage II.3.2.3. Traitement thermique II.3.2.4. Mise en forme II.3.2.5. Frittage II.4.1. Etude de la structure par diffraction des RX II.4.2. Identification des phases II.4. 3. Analyse granulométrique II.4.4. Mesure de la densité (d) II.4.5. Mesure de la porosité (P) II.4. 6. Analyse par MEB II.5 Techniques de Caractérisation électriques II.5.1. Argentage II.5.2. Mesures diélectriques II.5.2.1. Mesure de la permittivité diélectrique (constante diélectrique) II.5.2.2. Mesure de la résistivité (ρ) II.5.2.3. Mesure de Facteur de dissipation (tg δ) II.6. Spectroscopie Raman II.6.1. Le spectromètre Raman II.7. Conclusion Références bibliographiques CHAPITRE III CONTRIBUTION A L’ETUDE DE LA COEXISTENCE DES PHASES TETRAGONALE- RHOMBOHEDRALE DANS LES CERAMIQUES DE TYPE PZT III.1. Introduction III.2. Synthèse et élaboration des céramiques III.3. Conditions de stabilité de la structure pérovskite III.4.Caractérisation structurale III.5. Etude morphologique des céramiques PZT-CNS III.5.1.Densité Evolution de la densité en fonction de la température de frittage Evolution de la densité en fonction de la composition III.5.2. Porosité Evolution de la porosité en fonction de la composition III.5.3. Microstructure III.5.3.1. Caractérisation par microscope électronique à balayage (MEB) III.5.3.2. Analyse spectrométrique dispersive en énergie (EDS) III.5.4. Distribution granulométrique III.6. Etude structurale des PZT-CNS III.7. Evaluation des quantités relatives des deux phases tétragonale et rhomboédrique III.8. Evolution des paramètres de mailleEvolution des paramètres de maille en fonction de la température defrittage Evolution des paramètres de maille en fonction de la composition III.11. Conclusion Références bibliographiques CHAPITRE IV ETUDE DES PROPRIETES DIELECTRIQUES ET LA SPECTROSCOPIE RAMAN DE LA SOLUTION SOLIDE PZT-CNS AU VOISINAGE DE LA FRONTIERE MORPHOTROPIQUE DE PHASE. IV.1.Introduction IV.2. Synthèse IV.3. Résultats et discussion IV.3.1. Etude les propriétés diélectriques IV.3.1. 1. La permittivité diélectrique relative (εr) Permittivité et perte diélectrique à la température ambiante Evolution de la constante diélectrique en fonction de la température Evolution de la constante diélectrique en fonction de la composition en Ti Evolution de la permittivité diélectrique en fonction de la fréquence IV.3.1.2. Facteur de dissipation (pertes diélectrique tgδ) Evolution du facteur de dissipation en fonction de la température Etude du facteur de dissipation en fonction de la composition en Ti IV.3.2. Etude du comportement relaxeur IV..3. Résistivité (ρ), Conductivité électrique (σ) IV.3.3. 1. La résistivité IV.3.3. 2. La Conductibilité IV.3.3. 3. Etudes du spectre vibrationnel par spectroscopie Raman IV.3.2. Caractéristiques piézoélectriques et électromécaniques IV.4.Conclusion Références bibliographiques CONCLUSION GÉNÉRALE |
| Type de document : | Thése doctorat |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/id/eprint/3865 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TCH/60 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
