![Etude des propriétés diélectriques et piézoélectriques dans le système ternaire: Pb0.98Ca0.02[(Zr0.52Ti0.48)0.98(Cr3+ 0.5, Ta5+ 0.5)0.02]O3 effet du dopage](./styles/zen/images/no_image.jpg)
| Titre : | Etude des propriétés diélectriques et piézoélectriques dans le système ternaire: Pb0.98Ca0.02[(Zr0.52Ti0.48)0.98(Cr3+ 0.5, Ta5+ 0.5)0.02]O3 effet du dopage |
| Auteurs : | Louanes Hamzioui, Auteur ; s Bouaoud, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Kheider, 2013 |
| Format : | 30cm |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | PZT,Propriétés Diélectriques,Propriétés Ferroélectrique,Piézoélectricité,Matériaux électroniques,Méthodes physico-chimique d'analyse,Diélectrique. PZT الإلكترونية، طرق التحليل الكيميائية الفيزيائية، العازل . |
| Résumé : |
Dans ce travail, nous avons étudié l'influence de P2O5 sur la structure cristalline, la microstructure et les propriétés diélectriques et piézoélectriques d'un nouveau matériau en céramique de formule générale: Pb0.98Ca0.02[(Zr0.52Ti0.48)0.98(Cr3+ 0.5, Ta5+ 0.5)0.02]O3 et de structure pérovskite. Les échantillons choisis pour cette étude ont été préparés par la méthode de synthèse à voie solide. Un traitement thermique à été appliqué sur ces échantillons à différentes températures (1000, 1050, 1100, 1150 et 1180 °C). Différentes techniques de caractérisation ont été utilisées pour cette étude telles que, la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage, la microscopie à force atomique et les mesures électriques. Les résultats indiquent que tous les céramiques ont une phase de pérovskite de symétrie tetragonale et rhomboédrique. La température d’agglomération du piézoélectrique PZT-CCT peut être réduite après l'addition du phosphore sans compromettre les propriétés diélectriques. La densité agglomérée de 94 % de la densité théorique a été obtenue pour l’addition de 4 % de P2O5 après l’agglomération à 1050 oC. Au-dessus ou en dessous de 4 %, montre une densification inférieure. La céramique PZT-CCT frittée à 1050 oC et dopée avec 4 % de P2O5 a présenté d'excellentes propriétés, qui sont comme suit: kp = 0,73, ρ = 0,09 × 10 +4 (Ω. cm), εr = 18800, tanδ = 0,0094 et Tc = 390 °C. ملخص على التركيبة البلورية، البنية المجھرية و (P2O في ھذا العمل، قمنا بدراسة تأثير أوكسيد الفوسفور ( 5 الخواص العازلة والبيزوكھربائية لنوع جديد من السيراميك ذي الصيغة العامة: Pb0.98Ca0.02[(Zr0.52Ti0.48)0.98(Cr3+ 0.5,Ta5+ 0.5 وذي البنية البيروسكيتية. )0.02]O3 العينات المختارة لھذه الدراسة تم تحضيرھا وفق طرق الاصطناع للمواد الصلبة. ثم قمنا بتعريضھا لدرجات 1150 و 1180 م°). واستخدمت تقنيات مختلفة لھذه الدراسة مثل انعراج ،1100 ،1050 ، حرارة مختلفة ( 1000 الأشعة السينية، المجھر الإلكتروني، المجھرذو قوة الذرية والقياسات الكھربائية .وتشير النتائج إلى أن جميع السيراميك لديھا صيغة بيروفسكيتية ذات التناظر الرباعي و المنشور السداسي المنتظم .ويمكن خفض درجة الحرارة المثالية بعد إضافة الفسفور دون مساس الخصائص العازلة .تم الحصول على كثافة 94 ٪ من الكثافة عند 1050 درجة مئوية .أعلى أو أقل من 4 بالمئة يظھر أدنى التكثيف . P2O النظرية بإضافة 4 بالمئة من 5 و المسخن عند 1050 م° اظھرخصائص ممتازة و ھي P2O السيراميك الجديد المضاف اليه 4 بالمئة من 5 كما يلي : kp = 0,73, ρ = 0,09 × 10 +4 (Ω. cm), εr = 18800, tanδ = و 0,0094 Tc = 390 °C. خصائص العزل، الخصائص البيزوكھربائية، الكھرباء الناتجة من الضغط، المواد ، |
| Sommaire : |
Liste des figures i Liste des tableaux ii Introduction générale 01 Chapitre I: Généralités sur les céramiques 1. Introduction 05 2. Les diélectriques 06 3. Les céramiques 06 4. Propriétés des céramiques 06 4.1. Propriétés Générales a. La microstructure b. Liaison chimique . Propriétés Physiques 4.2.1. La di-électricité a. La permittivité diélectrique (εr) b. L'angle de perte (tgδ) c. Rigidité diélectrique d. La résistance d’isolement, La résistivité (ρ) et la conductibilité (γ) électrique 4.2.2. La polarisation diélectrique 12 4.2.3. La Piézoélectricité a. Définition b. La piézoélectricité naturelle c. Origine de la piézo-électricité d. Matériaux piézoélectriques .2.4. La pyroélectricité 4.2.5. La ferroélectricité a. définition b. Polarisation et domaines ferroélectriques c. Ferroélectricité et transitions de phases d. Le cycle d'hystérésis ferroélectrique 4.2.6. Le Vieillissement 4.2.7. L'élasticité 24 5. Les céramiques piézoélectriques de type PZT 5.1. Description de la structure pérovskite PZT 25 5.2. Critères de stabilité de la structure pérovskite a. Condition d'électroneutralité b. Condition Stoechiométrique c. Condition Géométrique 265.4. Caractéristiques physiques des PZT a. La constante piézoélectrique de charge dmn b. La constante piézoélectrique de tension gmn c. Coefficient de couplage électromécanique K d. Coefficient de surtension mécanique Qm 5.5. Dopage de PZT a. Substitution par un dopant isovalent b. Substitution par un dopant accepteur c. Substitution par un ion de valence supérieur à l'ion substitué 5.6. Effet du dopage sur les propriétés physiques des PZT 33 5.7. Stabilisation du PZT 34 5.8. Caractéristiques physiques d'une céramique PZT 36 6. Applications des matériaux piézoélectriques 36 7. Les avantages et les inconvénients des céramiques PZT 37 Références bibliographiques 39 Chapitre II: Techniques expérimentales 1. Introduction 46 2. Synthèse des céramiques 2.1. Les procédés d’élaboration des poudres de PZT a. La voie solide 47 b. La voie liquide 47 2.2. Les produits de départ 48 a. Tétraoxyde de Plomb Pb3O4 49 b. Le dioxyde de titane: TiO2 (Rutile) 49 c. Oxyde de Zirconium: ( Zirconium) 50 d. l'oxyde Chromique Cr2O3 50 e. Oxyde de Calcium CaO 51 f. Oxyde de tantale Ta2O5 51 g. Oxyde de phosphore P2O5 51 2.3. Préparation des échantillons a. Préparation des poudres b. Mise en forme c. Frittage 3. Techniques de caractérisation 3.1. Caractérisation morphologique a. Densité (d) b. Porosité (P) 3.2. Caractérisation physico-chimique 3.2.1. Diffraction des rayons X sur poudre a. Principe de la méthode de diffraction sur poudres 3.2.2. Microscopie Électronique à Balayage (MEB) a. Taille des grains b. Principe de fonctionnement du Microscopie Électronique à Balayage 3.2.3. Microscopie à force atomique (AFM) a. Principe b. Principales interactions 3.3. Caractérisations diélectriques, piézoélectriques et mécaniques 67 3.3.1. Les mesures diélectriques a. Mesure de la constante diélectrique (εr) b. Mesure de l’angle de perte tgδ c. Mesure de la résistivité (ρ) et la conductibilité électrique d. Mesure de la tension de claquage 3.3.2. Les mesures piézoélectriques a. Facteurs piézoélectriques Le facteur de qualité mécanique Qm 4. Conclusion 76 Références bibliographiques 77 Chapitre III: L’effet de P2O5 sur la microstructure et les propriétés diélectriques et piézoélectriques de la solution Solide: PZT-CCT 1. Introduction 83 2. Synthèse 84 3. Résultats et discussion 3.1. Caractérisation physico-chimique 3.1.1. Diffraction des rayons X 3.1.1.1. Phases cristallographiques 3.1.1.2. Evolution des paramètres de maille en fonction du taux de dopant 3.1.2. Microscopie électronique à balayage 3.1.2.1. Taille des grains 3.1.3. Spectroscopie d’adsorption atomique 102 3.1.4. Détermination de la densité 3.1.4.1. Évolution de la densité en fonction de la température de frittage 3.1.4.2. Évolution de la densité en fonction du taux de dopant 3.2. Caractérisation diélectrique et piézoélectrique 108 3.2.1. Etude des propriétés diélectriques 108 3.2.1.1. La constante diélectrique (εr) a. Variation de εr en fonction de la température b. Variation de εr en fonction du taux de dopant à différentes température de frittage c. Variation de εr en fonction de la fréquence 3.2.1.2. L’angle des pertes diélectriques (tg δ) a. Evolution de tg δ en fonction de la température b. Variation de tg δ en fonction du taux de dopant à différentes température de frittage c. Variation de l’angle des pertes en fonction de la fréquence 3.2.1.3. La résistivité (ρ) et la conductibilité électrique (γ) a. Evolution de la résistivité et de la conductibilité en fonction de la température 3.2.2 La rigidité électrique 128 3.2.3 Etude des propriétés piézoélectriques 128 3.2.3.1. Le facteur de couplage électromécanique planaire Kp a. Évolution de KP en fonction du taux de dopant b. Évolution de KP en fonction de la température de frittage c. Évolution de KP en fonction de la température 3.2.3.2. Le coefficient piézoélectrique de charge d31 a. Évolution de d31 en fonction du pourcentage de dopant b. Évolution de d31 en fonction de la température de frittage c. Évolution de d31 en fonction de la température 3.2.3.3. Le coefficient piézoélectrique de tension g31 a. Évolution de g31 en fonction du taux de dopant b. Évolution de g31 en fonction de la température de frittage c. Évolution de g31 en fonction de la température 3.3. Etude des propriétés mécaniques 137 3.3.1. Le facteur de qualité mécanique Qm a. Évolution de Qm en fonction du taux de dopant b. Évolution de Qm en fonction de la température de frittage c. Évolution de Qm en fonction de la température 3.3.2. Le module de Young E a. Evolution du module de Young E en fonction du taux de dopant b. Variation du module de Young E en fonction de la température de frittage c. Evolution du module de Young E en fonction de la température0 4. Conclusion 142 Références bibliographiques 143 Conclusion générale 147 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0310 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
Documents numériques (1)
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