Synthèse et caractérisations d’un nouveau matériau de type MZrTiO3 ; Pb(0,95-x) La0.03 Sm0.02 Bix (Zr0.3, Ti0.7)y O3.

Abstract

Les PZT sont des matériaux largement utilisés dans diverses applications, mais rarement dans une formulation chimique simple. Ils sont souvent modifiés par l’introduction d’éléments de substitution (dopants) dans les sites-A ou les sites-B, de leur structure pérovskite ABO3. Le rôle des dopants est généralement l’amélioration des propriétés de ces matériaux en vue de leur adaptation à des applications bien spécifiques. Dans la présente étude, nous avons choisi une composition de PZT (non dopé et dopé) située dans la zone morphotropique (Zr : Ti = 30:70) et pour étudier l'effet de dopage, nous avons choisi pour la même composition le Bi comme élément additif au site "A" de Pb0.95-x La0.03 Sm0.02 Bix(Zr 0.3Ti 0.7)yO3 avec x% =0, 2, 4, 6, 8, 10 %, abrégé PLSBZT. Dans ce travail, les échantillons polycristallins de Pb0.95-x La0.03 Sm0.02 Bix (Zr 0.3Ti 0.7)yO3 (x=0, 0.02, 0.04, 0.08, 0.1) ont été préparés par une technique de réaction à l'état solide à haute température. Les techniques SEM et DRX ont été utilisées pour examiner la cristallisation de la céramique. Nous avons vu les résultats d’étude structurale et morphologique des différents nouveaux matériaux à base de PZT. Ces échantillons, dopés au site A de la pérovskite par Bi3+ avec le rapport Zr/ Ti (30/70), ont été synthétisés, en utilisant la méthode d’addition géométrique par DRX et aussi le MEB. Les résultats de DRX montrent que la structure de phase des échantillons est tétragonale. Les mesures des propriétés diélectriques ont été effectuées après métallisation des deux faces des échantillons céramiques (à la température optimale) par la pâte d'argent. L'évolution en fonction de la température a été effectuée entre 100 K et 900 K à différentes fréquences (1 kHz,1000 kHz). Cette étude a révélé que : • Toutes les céramiques PLSBZT présentent un comportement normal des matériaux diélectriques, la valeur de εr max est jugée la plus élevée pour la composition non dopée (εr max =9984.3502 à Tc = 720K). Pour les compositions dopées, ε max est attribuée à x=0.08 (εr max= 7332,11265 à Tc=798K). • On peut donc dire que le dopage avec le Bi sur le PLSZT abaisse les propriétés diélectriques et électriques, mais une fois le système est dopé, ces paramètres s'améliorent légèrement avec l'augmentation de la teneur de Bi.