Matériaux piézoélectriques pour applications transducteurs acoustiques de puissance : PIN-PT nanocéramiques et PMN-PT céramique texturées

par Alilat Karima

Thèse de doctorat en Science des matériaux

Sous la direction de Hichem Dammak.


  • 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 un échauffement qui peut induire une diminution irréversible de ces propriétés. 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, étudié les propriétés non-linéaire des céramiques de 0. 63Pb(In1/2Nb1/2)O3-0. 37PbTiO3 dopés (Mn, PbO, PMN) et non-dopés. Nous avons montré que le manganèse entraîne une diminution des pertes diélectriques et mécaniques et contribue au durcissement du matériau qui lui confère une bonne stabilité sous fort champ. L’effet de taille des grains sur les propriétés non-linéaires des céramiques de PIN-37PT a été ensuite étudié. La densification sous pression unaxiale a permis d’obtenir des nanocéramiques denses (~98% de la densité théorique) présentant des tailles de grain comprises entre 300 nm et 100 nm. De plus, les mesures diélectriques ont montré que plus la taille des grains diminue, meilleure est la stabilité sous fort champ électrique. Enfin, des céramiques texturées suivant la direction [001] de composition 65Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-0. 35PbTiO3 ont été élaborées par la méthode de croissance interfaciale. Le traitement thermique sous un environnement scellé et une atmosphère saturée en PbO a permis d’obtenir de façon reproductible des céramiques texturées denses (>96% de la densité théorique).

  • Titre traduit

    Piezoelectrics materials for high power acoustics transducers applications: PIN-PT nanoceramics & PMN-PT textured ceramics


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  • Résumé

    The heart of the electroacoustic transducers in underwater detection is a piezoelectric ceramics of Pérovskite ABO3 structure. In the emission devices case, the piezoelectric material is subjected on the one hand to a strong alternate electric field and high elastic strain involving a heating which can induce an irreversible reduction in these properties. The objective of this thesis is to develop stable piezoelectric materials in temperature and under strong alternate electric field. We, initially, studied the non-linear properties of 0. 63Pb(In1/2Nb1/2)O3-0. 37PbTiO3 ceramics doped (Mn, PbO, PMN) and not-doped. We showed that manganese involves a reduction in the dielectric and mechanical losses and contributes to the hardening material which confers a good stability under strong field to him. The grains size effect on the PIN-37PT ceramics non-linear properties was then studied. The thickening under unaxiale pressure made it possible to obtain the nanoceramic dense ones (~98% of the theoretical density) having grain sizes ranging between 300 nm and 100 nm. Moreover, dielectric measurements showed that more the grains size decreases, better is stability under strong electric field. Finally, textured ceramics according to the direction [001] of 65Pb (Mn1/3Nb2/3) O3-0. 35PbTiO3 composition were worked out by the interfacial growth method. The heat treatment under a sealed environment and an saturated atmosphere with PbO made it possible to obtain dense textured ceramics (> 96% of the theoretical density) in a reproducible way.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (234 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.105 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 65427
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