Effet de dopage par le samarium (Sm) sur les propriétés structurales et morphologiques dans un matériau de type BNT dopé

Abstract

Durant ces vingt dernières années, une activité de recherche très importante a été dédiée à l’étude de composés céramiques piézoélectriques sans plomb, susceptibles de remplacer les céramiques PZT. L’objectif principal de ce travail repose sur l'étude de l'effet de dopage par le samarium (Sm) sur les propriétés structurales et morphologiques dans un matériau de type BNT dopée et de structure pérovskite ABO3, (Na0.5 Bi 0,5)1-X SmX [(Ti0,8 Zr0,2)0,9 (Zn1/3 Nb2/3)0,1]Y O3 avec x=0, 0.03, 0.08, 0.1 et y=0.9925, 0.98, 0.975, Les échantillons choisis pour cette étude ont été préparés par la méthode céramique. Calcinées à la température 900°C et frittées à 1150°C. Les techniques de caractérisation qui ont été utilisées pour l'étude structurale et morphologique de notre matériau sont DRX, MEB et IR. L’analyse par diffraction aux rayons X a montré que toutes les compositions cristallisent dans la phase pérovskite et de structure tétragonale. La composition avec X1=0.03 correspond à la valeur maximale de la densité 5.6578 g/cm3. L’analyse infrarouge (IR) montre la présence d’une bande de vibration entre [602cm-1-618cm-1] caractéristique de la liaison métal-oxygène, pour la microscopie électronique à balayage la taille moyenne des grains diminue avec l’augmentation de la composition. Mots clés : DRX, IR, méthode céramique, BNT. Abstract During these last twenty years, a very important research activity was dedicated to the study of lead-free piezoelectric ceramic compounds, which can replace PZT ceramics. The main objective of this work is based on the study of the doping effect of samarium (Sm) on structural and morphological properties in a doped BNT type material with a perovskite ABO3 structure (Na0.5 Bi0.5) 1-x Smx [(Ti0.8 Zr0.8)0.8 (Zn1/3 Nb2/3) 0.1]y O3 with X = 0, 0.03, 0.08, 0.1 and Y = 0.9925, 0.98, 0.975 The samples chosen for this study were prepared by the ceramic method. Calcinated at 900°C and sintered at 1150°C. The characterization techniques that have been used for the structural and morphological study of our material are XRD, SEM and IR. X-ray diffraction analysis showed that all the compositions crystallize in the perovskite phase and of tetragonal structure. The composition with X1 = 0.03 corresponds to the maximum value of the density 5.6578 g/cm3. Infrared (IR) analysis shows the presence of a vibration band between [602cm-1-618cm-1] characteristic of the metal-oxygen bond, for scanning electron microscopy, the average grain size decreases with increasing composition Keywords: DRX, IR, ceramic method, BNT.