Elaboration par chimie douce et caracteristion de ceramiques piezoelectriques a base de plomb, de hafnium et de titane (pht)

par Claude Favotto

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Marc Roubin.

Soutenue en 1997

à Toulon .

mots clés

Résumé

L'oxyde pbhf#xti#1#-#xo#3 (note pht) est elabore a partir de deux techniques de chimie douce qui consistent a pyrolyser, a basse temperature, des precurseurs organometalliques de type oxalate ou des xerogels prepares a partir d'alcoxydes. Quelle que soit la methode utilisee, l'oxyde obtenu a ete caracterise par diffraction x, granulometrie, porosimetrie et microscopie electronique a balayage. Les differentes methodes conduisent a des materiaux monophases. La morphologie des poudres est differente au niveau de la cristallinite, de la porosite et de la surface specifique. Une etude par microscopie electronique en transmission et diffraction neutronique a permis de suivre l'evolution de la structure en fonction de la composition et de la temperature. A 25c, la structure de pbtio#3 (quadratique) evolue vers une structure orthorhombique au fur et a mesure que la quantite de pbhfo#3 (orthorhombique) augmente. La structure de pbhf#0#,#4ti#0#,#6o#3 a ete etudiee a -263, 25 et 400c. A basse temperature, la structure est quadratique a = 4,0003(8) a et c = 4,1231(11) a. A temperature ambiante, la structure ne change pas, les parametres evoluent a = 4,0121(10) a et c = 4,1024(12) a. A haute temperature, la structure est cubique a = 4,0436(3) a. L'oxyde, fritte 3 heures a 1250c avec une vitesse de montee en temperature de 1c/min, a une densite de 8,5 soit 92% de la densite theorique. Les proprietes physiques de la ceramique polarisee a 10 kv/mm ont ete etudiees. L'etude a porte sur le module elastique, les pertes mecaniques, la constante dielectrique, les pertes dielectriques et la constante piezoelectrique. L'oxyde pbhf#0#,#5ti#0#,#5o#3 presente deux transitions de phases, l'une a -80c (structure orthorhombique ou rhomboedrique vers structure quadratique) et l'autre a 342c (structure quadratique vers structure cubique). Le coefficient piezoelectrique de ce pht ( 140 pc/n) est du meme ordre de grandeur que celui d'une ceramique pzt, elaboree et polarisee dans les memes conditions

Titre traduit

Elaboration by soft chemistry methods and characterization of piezoelectric ceramics based on lead, hafnium and titanium (pht)

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