| Titre : | Synthèse et étude structurale de la solution solide (Na0,5Bi0,5)1-xBaxTiO3 |
| Auteurs : | Hanane Hammouche, Auteur ; Cirta Tabrha, 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, 2021 |
| Format : | 1 vol. (161 p.) / couv. ill. en coul / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | piézoélectriques, céramique, NBT-xBT, ATD, DRX, MEB, IR, UV-visible |
| Résumé : |
Motivé par la grande croissance présentée dans la dernière décennie dans la recherche sur les céramiques piézoélectriques sans plomb et le fait que certains systèmes céramiques, tels que ceux à base de bismuth, ont déjà été identifiés comme des candidats prometteurs pour le remplacement du titanate de zirconate de plomb (PZT) dans ses applications + technologiques, a été proposé comme objectif de ce travail, d'étudier l'influence de l'ajout de Ba sur les propriétés physico-chimiques du matériau, présentées par le système (Na0.5Bi0.5)(1−x)BaxTiO3 (NBT-xBT). Les poudres du composé étudié ont été réalisées par réaction à l’état solide en utilisons les précurseurs Na2CO3, BaCO3, Bi2O3 et TiO2, ensuite les céramiques synthétiser sont frittées selon une procédure spécifique dans un milieu confiné pour éviter toute perte de sodium et de bismuth. Où il a été possible d'obtenir des compositions pour 0,00 ≤ x ≤ 0,06 avec des densités relatives supérieures à 94% et sans présence de phases parasites ou secondaires. L'analyse thermique différentielle (ATD) indique que la phase Na0.5Bi0.5TiO3 pure a été obtenue à température supérieure à 800°C. La caractérisation structurelle a été réalisée à l'aide de techniques de diffraction des rayons X (DRX) et de spectroscopie IR. Les aspects morphologiques et compositionnels des échantillons frittés ont été étudiés par microscopie électronique à balayage (MEB). Le caractère optique des compositions étudiées a été obtenu par la caractérisation de UV-visible. |
| Sommaire : |
Liste des figures Liste des tableaux Liste des organigrammes Introduction générale .............................................................2 Références bibliographiques...................................................4 Chapitre I : Généralités sur les composés de type NBT I.1. Introduction.................................................6 I.2. Généralités sur la structure pérovskite ........................................................6 I.2.1. Historique ............................................................6 I.2.2. Description de la structure pérovskite...............................................7 I.2.3. Conditions de stabilité de la structure pérovskite ..........................8 I.2.3.1. Ionicité des liaisons ....................................................9 I.2.3.2. Facteur de tolérance de Goldschmidt (t)..........................................9 I.2.3.3. L’électro-neutralité de la structure .....................................10 I.3. Les matériaux diélectriques ............................................................11 I.4. Propriétés polaires et groupes ponctuels ......................11 I.4.1. La piézoélectricité...................................................................12 I.4.1.1. Historique......................................................................12 I.4.1.2. Définition ..............................................13 I.4.1.3. La piézoélectricité et la symétrie.................................................13 I.4.1.4. Domaines d’utilisation des matériaux piézoélectriques ......................................14 I.4.2. La pyroélectricité .................................................................15 I.4.3. La ferroélectricité.....................................................15 I.4.3.1. Historique.............................................................................15 I.4.3.2. Définition .........................................................................16 I.4.3.3. Polarisation d’un matériau ferroélectrique : Domaines ferroélectriques et Cycle d’hystérésis ......................................................16 I.4.3.4. La transition de phase et le point de Curie ferroélectrique Tc .............................18 I.4.3.5. Applications des ferroélectriques ...........................................................19 I.5. Les matériaux pérovskites piézoélectriques à base de plomb...........................................20 I.5.1. Toxicité du plomb et législation .......................................................20 I.6. Les matériaux piézoélectriques sans plomb ....................................................................21 I.6.1. Le titanate de baryum BaTiO3 ..............................................22 I.6.1.1. Aspects structuraux ......................................................................22 I.6.1.2. Transformation des phases..........................................................23 I.6.2. Le titanate de sodium et de bismuth Na0,5Bi0,5TiO3 (NBT) .......................................23 I.6.2.1. Aspects structuraux ....................................................................24 I.6.2.2. La chaine des transitions de phases trouvées dans NBT .....................................25 I.6.2.3. Propriétés physiques (diélectriques, pyroélectriques et ferroélectriques)...........................26 I.6.2.4. Avantages et inconvénients de NBT ....................................26 I.6.2.5. Solutions solides formées par dopage en sites A de NBT ...................................27 I.6.3. Système binaire (1-x)NBT-xBT .............................................................27 Références bibliographiques......................................................................29 Chapitre II : Méthodes de synthèse et de caractérisation II.1. Introduction ..............................................................35 II.2. Méthodes de préparation ...............................................................35 II.2.1. Synthèse par voie solide (céramique) ....................................................35 II.2.1.1. Les matières premières ...................................................................36 II.2.1.2. Le mélange et le broyage...................................................................36 II.2.1.3. Le chamottage ou la calcination........................................................37 II.2.1.4. Le broyage de la chamotte.........................................................37 II.2.1.5. La mise en forme et le frittage ........................................................37 II.2.1.5.1. La mise en forme ................................................37 II.2.1.5.2. Le frittage .............................................................38 II.2.2. Les paramètres influençant la réaction ....................................40 II.2.3. Les avantages et inconvénients de la voie solide ..............................40 II.2.3.1. Les avantages........................................................................40 II.2.3.2. Les limites.............................................................. II.3. Les méthodes de caractérisation des solides .............................41 II.3.1. Analyse thermique ...................................................................41 II.3.1.1. L’analyse thermique différentielle (ATD).........................................................41 II.3.1.2. L’analyse thermique thermogravimétrique (ATG) ............................................41 II.3.1.3. L’appareillage ...................................................42 II.3.2. Analyses de la morphologie et la microstructure .....................................................42 II.3.2.1. Mesure de la densité (d) ...........................................................42 II.3.2.2. Mesure de la porosité (P)..............................................................43 II.3.2.3. Microscopie électronique à Balayage (MEB)....................................................43 II.3.2.3.1. Principe de Microscopie Electronique à Balayage (MEB) ...............44 II.3.2.3.2. L’appareillage..........................................................................44 II.3.3. La diffraction des rayons X...............................................................45 II.3.3.1. Principe de DRX ............................................................................46 II.3.3.2. Analyse d’un diagramme de diffraction X sur poudre.......................................48 II.3.3.3. Appareillage.....................................................................48 II.3.4. Spectroscopie infrarouge (IR) à Transformée de Fourier .............................49 II.3.4.1. Principe de la spectroscopie infrarouge......................................50 II.3.4.2. L’analyse des spectres infrarouges....................................................50 II.3.4.3. Appareillage.......................................................................51 II.3.5. La spectroscopie UV-visible .........................................................52 II.3.5.1. Principe d’UV-visible......................................................52 II.3.5.2. Appareillage..............................................................54 Références bibliographiques......................................................55 Chapitre III : Synthèse et étude structurale de la solution solide (Na0.5Bi0.5)(1-x)BaxTiO3 III.1. Introduction ...........................................................60 III.2. Méthode de synthèse............................................................60 III.2.1. Produits de départ................................................................................60 III.2.2. Synthèse par la méthode céramique ................................................60 III.3. Résultats et discussions......................................................................64 III.3.1. Caractérisation par ATD........................................................64 III.3.2. Caractérisation de la structure des phases par DRX ..................................64 III.3.2.1. Evolution des paramètres de maille en fonction de la composition ..................66 III.3.3. Caractérisation morphologique des composés NBT-xBT .......................................69 III.3.3.1. Masse volumique ρ (ou Densité) et Porosité....................................................69 III.3.3.2. Caractérisation par MEB.................................................................................70 III.3.4. Caractérisation des phases par FTIR ......................................................................72 III.3.5. Caractérisation de (Na0.5Bi0.5)(1-x)BaxTiO3 par spectroscopie UV-visible : estimation des largeurs de bande interdite Eg................................73 Références bibliographiques...........................................................75 Conclusion générale.......................................................78 Annexe |
| Type de document : | Mémoire master |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| MCH/527 | Mémoire master | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
