| Titre : | Elaboration et caractérisation diélectrique de céramiques de formule : |
| Auteurs : | Maria Khacheba, Auteur ; Noura Abdessalam, 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, 2023 |
| Format : | 1 vol. (130 p.) / ill., couv. ill. en coul / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | pérovskite, sans plomb, ion terre rare, voie solide, diélectrique, pic d’anomalie, caractérisation physique |
| Résumé : |
Ce travail a pour objectif d’élaborer de manière contrôlée deux séries de céramiques, une est à base de plomb, l’autre est exempte de plomb afin de répondre aux normes de protection de l’environnement. Différentes techniques de caractérisation ont été utilisées dans cette étude, telle que: le DRX, le MEB, le EDX et le RAMAN. Ainsi des mesures électriques ont été effectuées (Diélectrique, Ferroélectrique, Piézoélectrique). La variation de la composition a été investiguée dans le but de trouver le meilleur compromis entre température de Curie et propriétés électriques. L’ensemble des mesures effectuées confirme que des substitutions cationiques dans le site A ou dans le site B d'une pérovskite ABO3 peuvent modifier les propriétés diélectriques du matériau. L’introduction de Na+ en site A et Y3+ en site A/B favorise un comportement ferroélectrique classique. Ainsi, Il a été mis en évidence la diminution de la température de Curie au détriment des propriétés diélectriques par l’augmentation de la quantité d’yttrium et sodium dans PZT-xNY. La céramique PZT modifiée à la température de frittage 1180°C et dopée avec 10 mol % de Y2O3-Na2CO3 a présenté d'excellentes propriétés au point de transition à 1KHz. Quant à la deuxième série de céramique, l’amélioration des propriétés diélectriques, ferroélectriques et piézoélectriques des céramiques BZT dopées à l’ion terre rare Y3+ élaborées par frittage conventionnel est essentiellement attribuée aux fluctuations importantes de composition, et au mouvement des murs de domaines avec l’évolution de la taille des grains. |
| Sommaire : |
Table des illustrations Table des tableaux Introduction et contexte 1 Références bibliographiques 3 Chapitre I : Revue de littérature I. Matériaux diélectriques 4 I.1. Constante diélectrique et température de Curie 5 I.2. Classification des matériaux diélectriques 6 I.2.1 Matériaux paraélectrique 6 I.2.2. Matériaux pyroélectriques 6 I.2.3. Matériaux piézoélectriques 6 I.2.4. Matériaux ferroélectriques 8 I.3 Etude bibiographique 8 I.3.1. Matériaux pérovskite à base de plomb 8 I.3.2 Matériaux pérovskite à base de plomb dopé aux métauxalcalins et terres rares9 I.3.3. Matériaux pérovskite sans plomb 13 I.3.4. Matériaux pérovskite sans plomb dopé aux ions terresrares16 Références bibliographiques 20 CHAPITRE II : Techniques expérimentales d’élaboration et de caractérisation II. Synthèse des céramiques PZT 23 II.1. Conditions de stabilité de la structure pérovskite 23 II.2. Méthode d’élaboration de céramique PZT 24 II.2.1. Mélange des poudres 25 II.2.2. Calcination des produits 25 II.2.3. Broyage et mise en forme 26 II.2.4. Frittage des céramiques 26 II.3. Synthèse des céramiques BZT 28 II.3.1 Conditions de stabilité de la structure pérovskite 28 II.4. Méthode d’élaboration de céramique BZT 30 II.4.1. Electrodage 32 II.5. Caractérisation diélectrique 33 II.5.1. La cellule d’expérimentation et le contrôle detempérature33 II.5.2. Le cryogénérateur à hélium 34 II.5.3. Méthodologie d’extraction de la permittivité relative etdes pertes diélectriques35 II.6. Caractérisation ferroélectriques 36 II.7. Caractérisation piézoélectriques 37 II.7.1. Dispositif expérimental de polarisation 37 II.7.2. Dispositif expérimental d’impédancemétrie 38 II.7.3. Mesure des paramètres électromécaniques 39 II.8. Caractérisation structurale des solides 43 II.8.1. Mesure de densité 43 II.8.2. Analyse thermique thermogravimétrique etcalorimétrique44 II.8.3. Diffraction des RX sur poudre 44 II.8.4. Microscopie électronique à balayage 47 II.8.5. Spectroscopie Raman 48 Références bibliographiques 50 CHAPITRE III : L’effet de Y3+ et Na+ sur la microstructure et les propriétés physiquesde la solution Solide: PZT III.1. Etude structurale 52 III.1.1. Analyse thermogravimétrique différentielle et calorimétrie différentielle à balayage52 III.1.2. Diffraction des rayons X 53 III.1.2.1. Phases cristallographiques 53 III.1.2.2. Evolution des paramètres de maille en fonction dutaux de dopant55 III.1.2.3. Evolution de la densité et la porosité en fonction dutaux de dopant56 III.2. Etude microstructurale 57 III.3. Evolution de la permittivité diélectrique en fonction de la température60 III.4. Comportement de Curie Weiss 65 III. 5. Cycle d’hystérésis ferroélectriques des PZT-xNY 69 Références bibliographiques 71 CHAPITRE IV : Pérovskite sans plomb de formule ABO3 dopée au terre rare Y3+ IV. Comportement thermique et formation de phase de la solution solide BZT: Travaux antérieurs74 IV.1. Caractérisation des phases par ATG/DSC 75 IV.2. Etude structurale des matériaux synthétisés 76 IV.2.1. Analyse par diffraction des rayons X 76 IV.2.2. Etude du spectre vibrationnelle par spectroscopieRaman IV.3. Etude microstructurale 83 IV.3.1. Morphologie des pastilles 83 IV.3.2 Contrôle et quantification des compositions par spectroscopie à dispersion de longueurs d’onde84 IV.4. Propriétés diélectriques 88 IV.4.1. Etude de l’influence de la variation de la proportion 88 Ti/Zr et Ba/Y sur les propriétés diélectriques du BZT IV.4.2. Comportement de Curie Weiss 92 IV.5. Etude de l’influence de la variation de la proportion Ti/Zr et Ba/Y sur les propriétés ferroélectriques du BZT94 IV.6. Etude de l’influence de la variation de la proportion Ba/Y sur les propriétés piézoélectriques du BZT98 Références bibliographiques 102 Conclusion et perspectives 106 Annexes 109 |
| Type de document : | Thése doctorat |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/id/eprint/6282 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TCH/106 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
