| Titre : | Les proprietés diélectrique et piézoélectrique de la solution solide:Pb1-x Srx (Zry Ti 1-y)1-z O3-zPb (Mn1/3;Sb2/3) O3-zPb(In1/3.Nb2/3) O3 |
| Auteurs : | Mazouzi El Kamla, Auteur ; Ahmed Boutarfaia, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Kheider, 2009 |
| Format : | 92p / 30/20cm |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Propriétés diélectriques / Propriétés piézoélectriques / PZT / Structure perovskite / Diffraction des rayons X sur poudre / Frontière morphotropique de phase /Ferroélectricité / Analyse microscopique électronique à balayage (MEB) / Phase rhomboédrique / Phase tétragonale / Permittivité diélectrique / Facteur de dissipation. |
| Résumé : |
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 : Pb1-x Srx (Zry Ti1-y) 1-z O3-zPb (Mn1/3,Sb2/3)O3 zPb(In1/3,Nb2/3)O3, abrégée dans la suite PSZT-PMS-PIN avec x = 20%,50%≤ y ≤58% et z=2% Une substitution en site A et B a été réalisé 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, 1190 et 1200 o C 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 la microscopie électronique à balayage MEB et les mesures électriques. L'étude des propriétés diélectriques de tous les échantillons a montré une forte permittivité diélectrique pour les deux échantillons 20/52 (εr=3470.449), 20/54 (εr=4065.232) et un faible facteur de dissipation 0.022 pour l'échantillon 20/52 et 0.024 pour l'échantillon 20/54 supposés peut être près de la frontière morphotropique de phase où coexiste les deux phases tétragonale (T) et rhomboédrique (R). L'étude des propriétés piézoélectriques des deux échantillons20/52, 20/54 a montré également une valeur maximale du facteur de couplage électromécanique planaire (0.657 pour l'échantillon 20/52 et 0,666 pour l'échantillon 20/54). ces résultats sont semblables aux résultats trouvés par d'autres auteurs. 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 quateternary system: Pb1-x Srx (Zry Ti1-y) 1-z O3-zPb (Mn1/3,Sb2/3)O3-zPb(In1/3,Nb2/3)O3,named PSZT-PMS-PIN with x = 20%, 50%? y ?58% et z=2% 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, 1190 and 1200 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 scan electronic microscopy (SEM) and electric measures. The survey of the dielectric properties of all samples showed a strong dielectric constant for the two samples 20/52 (?r=3470.449) and 20/54 (?r=4065.232), a lower loss constant 0.022 for the sample 20/52 and 0.024 for the sample 20/54 supposed to be perhaps 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 20/52, 20/54 also showed a maximal value of the planar electromechanical coupling factor (0,657 for the sample 20/52 and 0,666 for the sample 20/54). These results are similar to the results found by other authors. |
| Sommaire : |
Liste des figures….
Liste des tableaux Introduction générale…1 Références bibliographiques.3 Chapitre I : Définitions et notions fondamentales 1- Introduction 5 2- Définitions 6 2- 1- diélectrique.6 2- 2- isolant 6 2- 3- céramique 6 2- 4- paraélectrique 7 3- Propriétés diélectriques 7 3-1- la diélectricité 7 3-2- La polarisation diélectrique 9 4- Propriétés piézoélectriques 11 4-1- La piézoélectricité 11 4-2- Symétrie et piézoélectricité 12 4-3- La pyroélectricité 15 4-4- La ferroélectricité 15 4-5- L'effet ferroélectrique 15 4-6- Cycle d'hystérésis 17 4-7- Coefficients piézoélectriques 18 4-7-1- La constante piézoélectrique de charge dmn 18 4-7-2- La constante piézoélectrique de tension gmn 18 4-7-3- Coefficient de couplage électromécanique K 19 4-7-4- Coefficient de surtension mécanique Qm 20 5- Applications des matériaux piézoélectriques 20 6- Vieillissement 21 7- L'élasticité 22 8- Température de Curie 22 Sommaire 9- Transition de phase 22 10- Les matériaux piézoélectriques(les zircono-titanates de plomb)24 10-1- Structure de la maille pérovskite 24 10-2- Condition de la stabilité de la structure pérovskite 25 10-2-1- Condition d'électroneutralité 25 10-2-2- Condition Stoechiométrique 26 10-2-3- Condition Géométrique 26 10-3- Solution solide de PZT 26 10-4- Diagramme de phase de l'oxyde ternaire Pb(Zrx Ti1-x)O3 27 10-5- Direction de polarisation possibles de la maille pérovskite 28 10-6- Effet du dopage sur les propriétés piézoélectriques 29 Références bibliographiques 31 Chapitre II: Techniques expérimentales 1- Introduction 35 2- La méthode céramique 36 3- Procédure expérimentale 37 3-1- Produit de départ 37 3-2- Elaboration 39 3-2-1- Préparation de la céramique 39 3-2-1-1- Préparation des poudres 40 3-2-1-2- Mise en forme 41 3-2-1-3- Frittqge des échantillons compactés 41 4- Caractérisation morphologique des céramiques 43 4-1- La densité (d) 43 4-2- Porosité (P) 44 4-3- Taille des grains (M.E.B) 44 5- Diffractomètre des Rayons X 45 5-1- Diffractomètre à poudre 45 6- Caractérisations diélectriques et piézoélectriques 46 6-1- Les mesures diélectriques 47 6-1-1- Mesure de la constante diélectrique 47 6-1-1-1- Mesure directe : LCR mètre 47 Sommaire 6-1-2- Mesure de l’angle de perte tg? 49 6-1-3- Mesure de la résistivité et la conductibilité électrique 50 6-1-4- Mesure de la rigidité électrique (tension de claquage) 51 6-2- Les mesures piézoélectriques 52 6-2-1- La polarisation 52 6-2-2- Mesure des facteurs piézoélectriques 52 Conclusion… 55 Références bibliographiques 56 Chapitre III: Étude les propriétés diélectriques et piézoélectriques de solution solide: Pb1-x Srx (Zry Ti 1-y) 1-z O3-zPb (Mn1/3,Sb2/3)O3-zPb(In1/3,Nb2/3)O3 1- Introduction 60 2- Synthèse 61 3- Résultats et discussion 62 3-1-Etude morphologique de céramiques PSZT-MSIN 62 3-1-1-Densité 62 - Evolution de la densité en fonction de la température de frittage 62 - Evolution de la densité en fonction de la composition en Zr 63 3-1-2- La porosité 64 3-1-3- Microstructure 64 3-2- Etude des propriétés diélectriques 65 3-2-1- La constante diélectrique - Evolution de la constante diélectrique en fonction de la température 65 de frittage - Evolution de la constante diélectrique en fonction de la température.66 - Evolution de la constante diélectrique en fonction de la composition en Zr 68 -Evolution de la constante diélectrique en fonction de la fréquence 68 3-2-2- Facteur de dissipation (pertes diélectrique tg?) 70 - Evolution de tg? en fonction de la température 70 - Evolution de tg? en fonction de la température de frittage 71 - Evolution de tg? en fonction de la composition en Zr 72 Sommaire - Evolution de tg? en fonction de la fréquence 72 3-2-3- La résistivité (?) et la conductibilité électrique 73 - Evolution de la résistivité et de la conductibilité en fonction de 73 la température - Evolution de la résistivité en fonction de la température de frittage 76 - Evolution de la résistivité en fonction du taux de Zirconium 76 3-3- La rigidité électrique 77 3-4- Etude des propriétés piézoélectriques 77 3-4-1- Le facteur de couplage électromécanique planaire Kp 77 - Évolution de KP en fonction de la température de frittage 77 - Évolution de KP en fonction du taux de Zirconium 78 - Évolution de KP en fonction de la température 79 3-4-2- Le coefficient piézoélectrique de charge d31 80 - Évolution de d31 en fonction de la composition en Zr 80 - Évolution de d31 en fonction de la température de frittage 80 - Évolution de d31 en fonction de la température 81 3-4-3- Le coefficient piézoélectrique de tension g31 82 - Évolution de g31 en fonction de la température de frittage et du taux 82 de Zirconium. - Évolution de g31 en fonction de la température 83 3-5- Etude des propriétés mécaniques 83 3-5-1- Le facteur de qualité mécanique Qm 83 - Évolution de Qm en fonction de la température de frittage et du taux 83 de Zirconium . - Évolution de Qm en fonction de la température 84 3-5-2- Le module de Young E 85 - Variation du E en fonction de température de frittage 85 - Variation du E en fonction de la composition en Zr 86 - Variation du E en fonction de température 86 4- Conclusion 87 Références bibliographiques 89 Conclusion générale 91 Annexe. |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0155 | Mémoire de magistere | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
Documents numériques (1)
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