Utilisation de bronze quadratique de tungstène et de relaxors pour l'élaboration de compositions diélectriques et de condensateurs multicouches à forte constante diélectrique, de type I et de type II

• Auteur / Autrice : Sandrine Vallar
• Direction : Jean-Marie Haussonne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lithium

Ferroélectricité

Pérovskites

Diélectriques

Propriétés électriques

Matériaux céramiques

Condensateurs céramiques

Résumé

Cette étude est relative à la synthèse de céramiques diélectriques pour condensateurs multicouches, possédant de fortes permittivités et des caractéristiques diélectriques de type I et de type II. Ces céramiques sont réalisées à partir de l'association du bronze quadratique K0. 2Sr0. 4NBO3 (KSN) et de deux composés pérovskite Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (PMN) et Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (PFN) avec ajout d'un composé de lithium selon le diagramme suivant : 10xK0. 2Sr0. 4NBO3+(1-x) [0. 77 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3+0. 23Pb(Fe1/2Nb1/2)O3] + composé de lithium avec x compris entre 0. 02 et 0. 75. Nous nous sommes attachés à comprendre le mécanisme et la structure de ces nouveaux matériaux en fonction notamment des conditions de frittage et du taux de lithium utilisé. De plus, compte tenu de difficultés observées antérieurement nous avons particulièrement contrôlé le procédé d'élaboration afin que, de l'obtention des précurseurs jusqu'aux composés diélectriques céramiques, les caractéristiques soient parfaitement reproductibles. Aussi dans un premier temps, nous avons défini les conditions optimales pour élaborer les phases pérovskite et la phase bronze quadratique, l'étude portant sur la phase pérovskite PMN ayant été particulièrement approfondie. Dans un deuxième temps, l'étude de la structure des céramiques obtenues à partir des précurseurs a été réalisée. Trois types de phases présentes dans les céramiques ont pu être répertoriées, leur existence dépend directement de la valeur de x. L'évolution des paramètres de maille conforte l'hypothèse de l'existence de substitutions cationiques au sein des structures ainsi que l'insertion du lithium dans les mailles. De plus, la compréhension des mécanismes et la parfaite maîtrise du procédé permettent l'obtention de comosés diélectriques reproductibles. Enfin, compte tenu des analyses précédentes les comportements diélectriques ont pu être expliqués notamment grâce à des caractérisations obtenues sur des montages réalisés spécialement au laboratoire.