Matériaux pérovskites complexes pour applications transducteurs acoustiques de puissance

par Christophe, Clément Augier

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Philippe Gaucher.


  • Résumé

    Le cœur des transducteurs électro-acoustiques en détection sous-marine est une céramique piézoélectrique de structure Pérovskite ABO3. Dans le cas des dispositifs d’émission, le matériau piézoélectrique est soumis d’une part à un fort champ électrique alternatif et à des déformations élastiques élevées entraînant une non linéarité de la réponse, et d’autre part, à des pertes mécaniques et diélectriques entraînant un échauffement. L’objectif de cette thèse est de développer des matériaux piézoélectriques stables en température et sous fort champ électrique alternatif. Nous avons, dans un premier temps, synthétisé des monocristaux de 0. 93Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0. 07PbTiO3 dopés et non dopés au manganèse. Nous avons montré que le manganèse entraînait une diminution des pertes diélectriques et mécaniques et avait une contribution sur les propriétés électromécaniques intrinsèques responsable en partie du durcissement du matériau. Un nouveau matériau : le 0. 63Pb(In1/2Nb1/2)O3-0. 37PbTiO3 a été ensuite élaboré sous forme de céramiques. Les caractérisations effectuées ont montré que ce matériau possédait une température de Curie de 290°C et un champ coercitif de 1660V/mm, entraînant une excellente stabilité en température et en champ, ainsi que des propriétés électromécaniques supérieures à celles des céramiques couramment utilisées. Des céramiques orientées de composition ternaire Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 ont été finalement élaborées. En effet, la synthèse de telles céramiques est une solution pour obtenir à bas coût des échantillons de tailles importantes présentant des propriétés électromécaniques intermédiaires entre celles des céramiques classiques et celles des monocristaux.

  • Titre traduit

    Complex perovskite materials for power acoustic transducers


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    The core of electro-acoustic transducers for underwater systems is a piezoelectric ceramic with a ABO3 Perovskite structure. For emission devices, the piezoelectric material is submitted on one hand, to high alternative electric fields and to high stresses resulting in a non linear response and on the other hand, to mechanical tgom and dielectric tgoe losses resulting in an increase of the material temperature. The aim of this study is to develop temperature and alternative electric field stable materials. Manganese doped and undoped 0. 93Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0. 07PbTiO3 single crystals have been first synthesized. Manganese has been proved to decrease the mechanical and dielectric losses and to have a contribution on the intrisic electromechanical properties partially responsible for the stiffening of the material. 0. 63Pb(In1/2Nb1/2)O3-0. 37PbTiO3 new ceramics have been then synthesized. The characterisations have shown a Curie temperature of 290°C and coercive field of 1660 V/mm resulting in excellent temperature and alternative electric field stabilities of the high electromechanical properties. Orientated Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 ceramics have been finally synthesized. The synthesis of such materials is clearly an option to achieve low cost and high sized materials with electromechanical properties between those of classical ceramics and those of single crystals.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (198 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 87 références

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 63479
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