Elaboration et caractérisation de céramiques PZT dopé et détermination de la frontière morphotropique (FMP)

KAHOUL, Fraes (2013) Elaboration et caractérisation de céramiques PZT dopé et détermination de la frontière morphotropique (FMP). ["eprint_fieldopt_thesis_type_phd" not defined] thesis, Faculté des sciences et de la technologie UMKBiskra.

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Abstract

This work has for objective, the synthesis and development, the survey of the dielectric, piezoelectric and mechanical properties of a new material made by ceramics PZT type of structure perovskite in the ternary system: (1-x)Pb (Zry Ti1-y)O3-xSm(Fe3+ 0.5, Nb5+ 0.5)O3 with x = 2%, 41%≤ y ≤57%. A substitution in site A and B was carried out in order to ameliorate its physical properties. The samples chosen for this survey have been prepared by a synthesis method in strong way. The samples have undergoes a sintering with: 1100, 1150, 1180 oC successively, in order to optimize the temperature of sintering where the density of the sample is maximal (near to the theoretical density) and therefore the product of better physical quality. Different techniques of characterization have been used for this survey as, the diffraction of the X-rays, the scan electronic microscopy (SEM), atomic force microscopic (AFM) and the electric measures. The diagrams of diffraction of the X-rays indicated that the compositions near to the MPB, are located in the range 51≤ y ≤55% and the morphological survey of the different samples showed that the ceramics PZT-SFN (55/45) sintered to 1180 oC near to the MPB favored the growth of the grains. The survey of the dielectric properties of all samples showed a strong dielectric constant for the two samples 53/47 (εr=13583,036) and 55/45 (εr=13072,59), a lower loss constant 1,29 % for the sample 53/47 and 1,258 % for the sample 55/45 supposed to be near the morphotropic phase boundary where coexists the two phases tetragonal (T) and rhombohedral (R). The survey of the piezoelectric properties of the two samples 53/47, 55/45 also showed a maximal value of the planar electromechanical coupling factor (0,63 for the sample 53/47 and 0,619 for the sample 55/45). These results are similar to the results found by other authors. Ce travail a pour objectif, la synthèse et l'élaboration, l'étude des propriétés diélectriques, piézoélectriques et mécaniques d'un nouveau matériau en céramique de type PZT de structure pérovskite dans le système ternaire : (1-x)Pb (Zry Ti1-y)O3-xSm(Fe3+ 0.5, Nb5+ 0.5)O3 avec x = 2%, 41%≤ y ≤57%. Une substitution en site A et 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 à : 1100, 1150, 1180 oC successivement, afin d'optimiser la température de frittage où la densité d'échantillon est maximale (près de la densité théorique) et donc le produit de meilleure qualité physique. Différentes techniques de caractérisation ont été utilisées pour cette étude telles que, la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage MEB, la microscopie à force atomique (AFM) et les mesures électriques. Les diagrammes de diffraction des rayons X ont indiqué que les compositions près de la FMP, se situent dans la gamme 51≤ y ≤55% et l'étude morphologique des différents échantillons a montré que la céramique PZT-SFN (55/45) fritté à 1180 oC près de la FMP a favorisé la croissance des grains. L'étude des propriétés diélectriques de tous les échantillons a montré une forte permittivité diélectrique pour les deux échantillons 53/47 (εr=13583,036), 55/45 (εr=13072,59) et un faible facteur de dissipation 1,29 % pour l'échantillon 53/47 et 1,258 % pour l'échantillon 55/45 supposés près de la frontière morphotropique de phase où coexiste les deux phases tétragonale (T) et rhomboédrique (R). L'étude des propriétés piézoélectriques des deux échantillons 53/47, 55/45 a montré également une valeur maximale du facteur de couplage électromécanique planaire (0,63 pour l'échantillon 53/47 et 0,619 pour l'échantillon 55/45). Ces résultats sont semblables aux résultats trouvés par d'autres auteurs.

Item Type: Thesis (["eprint_fieldopt_thesis_type_phd" not defined])
Subjects: T Technology > T Technology (General)
Divisions: Faculté des Sciences et de la technologie > Département de Chimie Industrielle
Depositing User: admin-bu TMLBiskra
Date Deposited: 15 Dec 2015 08:55
Last Modified: 15 Dec 2015 08:55
URI: http://thesis.univ-biskra.dz/id/eprint/1637

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