Synthèse et élaboration d'un nouveau matériau de céramiques (1-x)Pb(Zry Ti1-y)O3-xSm(Fe3+ 0.5 , Nb5+ 0.5)O3.

Abstract

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 ternaire : (1-x)Pb (Zry Ti1-y)O3-xSm(Fe3+ 0.5, Nb5+ 0.5)O3 avec x = 2%, 41%≤ y ≤55%. Une substitution en site A et B a été réalisée 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, 1180 oC 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 diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage MEB et les mesures électriques. Les diagrammes de diffraction des rayons X ont indiqué que les compositions près de la FMP, se situent dans la gamme 51≤ y ≤55% et l'étude morphologique des différents échantillons a montré que la céramique PZT-SFN (02/55) fritté à 1180 oC près de la FMP a favorisé la croissance des grains. L'étude des propriétés diélectriques de tous les échantillons a montré une forte permittivité diélectrique pour les deux échantillons 02/53 (εr=13583,036), 02/55 (εr=13072,59) et un faible facteur de dissipation 1,3 pour l'échantillon 02/53 et 1,298 pour l'échantillon 02/55 supposés près de la frontière morphotropique de phase où coexiste les deux phases tétragonale (T) et rhomboédrique (R). L'étude des propriétés piézoélectriques des deux échantillons 02/53, 02/55 a montré également une valeur maximale du facteur de couplage électromécanique planaire (0,63 pour l'échantillon 02/53 et 0,631 pour l'échantillon 02/55). ces résultats sont semblables aux résultats trouvés par d'autres auteurs.