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

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.

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