Synthèse et caractérisation d’un nouveau matériau de céramique de type Zirconat-Titanate de plomb (PZT)

Ksouri, Ahlem (2024) Synthèse et caractérisation d’un nouveau matériau de céramique de type Zirconat-Titanate de plomb (PZT). Doctoral thesis, Université Mohamed Khider (Biskra - Algérie).

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Abstract

L'objectif de cette thèse est la synthèse, la caractérisation structurale et physique d’un nouveau matériau céramique de type PZT dans le système ternaire Pb1 xSmx[(Zr0.52Ti0.48)0.9(Mo1/3In2/3)0.05(Zn1/3Sb2/3)0.05]O3 (PSZT-PSMI-PSZS), avec 00 ≤ x ≤ 0.08. Les céramiques ont été élaborée par réaction à l'état solide et frittés à 1 150 °C. Les résultats dévoilent une structure pérovskite avec une phase secondaire, dont l'intensité augmente avec la concentration en Sm, confirmée par diffraction des rayons X (DRX), affinement Rietveld et spectroscopie Raman. L'examen microscopique révèle des variations dans la microstructure, avec une densité et une taille de grain maximales observées pour x ≤ 0.02. Les propriétés électriques optimales sont obtenues pour x = 0.00 et x = 0.02, avec une constante diélectrique élevée (8 578 et 8 574 respectivement), une température de Curie de 303 °C et une faible perte diélectrique (Tan δ à Tc = 0.34) pour x = 0.00. Les études de conductivité révèlent un coefficient de température de résistance négatif pour tous les échantillons. De plus, les propriétés piézoélectriques et ferroélectriques optimales sont observées pour x = 0.02, avec notamment un coefficient piézoélectrique d33 élevé (310 pC/N), des coefficients électromécaniques améliorés (kp = 60 %, k31 = 35 %) et une forte propriété ferroélectrique (Pr = 17.71 µC/cm2, Ps = 22.75 µC/cm2, Ec = 10.16 kV/cm, d*33 = 427.57 pm/V, Smax = 0.17 %). En outre, la corrélation entre les caractéristiques électriques et le dopage au Sm2O3 est discutée. Cette recherche fournit des informations précieuses sur les propriétés des céramiques PZT dopées au Sm2O3.

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