Accueil bibliothèque de L'INSA Lyon

Elaboration et caractérisation de céramiques PZT bi-substituées et modélisation non-linéaire de leur comportement en contrainte et en champ électrique


Auteur : Boucher, Eric
Directeur(s) de thèse : Guyomar, Daniel
Type de document : Thèse INSA de Lyon

Date de soutenance : 2002

Langue : Français


Version consultée
Papier
Accès à la thèse : Bibliothèque (documents papier)
Disponibilité des exemplaires dans la bibliothèque
Droits réservés, utilisation gratuite



Domaine(s) : D18 - Electromagnétisme, Electricité, Electronique

Mots-clés libres : CERAMIQUE, CERAMIQUE PZT, PROCEDE FABRICATION, IMPACT SUR PROPRIETE, PROPRIETE DIELECTRIQUE, PROPRIETE ELECTROMAGNETIQUE, FERROELECTRICITE, FLUORATION, COMPORTEMENT DIELECTRIQUE, COMPORTEMENT ELECTROMECANIQUE

Description : Les oxydes formulés Pb(ZrTi)O3 (noté PZT) de structure perovskite sont utilisés industriellement dans les transducteurs et capteurs piézoélectriques en raison de leurs propriétés diélectriques et électromécaniques. Cependant pour des applications bien spécifiques, il est nécessaire de développer des céramiques possédant des caractéristiques stables et reproductibles en fonction de la température et de la contrainte mécanique. Pour atteindre ces objectifs, nous avons élaboré par voie liquide et caractérisé de nouveaux matériaux PZT fluorés. Nous avons également étudié la stabilité du coefficient N33 durant un cycle thermique et du coefficient d33 sous contrainte mécanique. Cette étude vise à déterminer l'influence de la fuoration sur le comportement diélectrique et électromécanique des céramiques PZT bi-substituées. Ensuite nous avons étudié les effets d'un champ électrique et d'une contrainte mécanique sur la polarisation macroscopique afin d'appréhender les mécanismes de polarisation / dépolarisation sous haut niveau de sollicitations. Ceci nous a permis de développer un modèle, basé sur des éléments non linéaires, permettant de simuler les effets d'hystérésis en champ électrique et en contrainte.

Description : The oxides formulated Pb(ZrTi)O3 (noted PZT), having a perovskite-type structure, are industrially used in piezoelectric transducers and sensors owing to their dielectric and electromechanical properties. For specific applications, it is necessary to develop ceramics with stable characteristics during a thermal cycle and under stress. In order to obtain these characteristics, new fluorinated PZT materials have been prepared by a semi-wet route and characterized. We also studied the stability of the N33 coefficient during a thermal cycle and the coefficient d33 under static stress. The objective of this work is to determine the influence of (Mn,F) doping on the dielectric and electromechanical properties of PZT ceramics. Then we studied the effects of an electrical field and a mechanical stress on the macroscopic polarization to apprehend the mechanisms of polarisation/depolarisation under high disturbances. Finally a model, based on non-linear elements (dry friction), is developed to characterize hysteresis in ferroelectric materials due to mechanical stress and electric field.