Elaboration de matériaux piézoélectriques sans plomb pour applications ultrasonores

Discipline

Matériaux céramiques et traitements de surface

Classification

Physique,

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Céramiques sans plomb, Piézoélectriques, Germes, Texturation, Dopage

Mots-clés

Matériaux piézoélectriques,

Coulage en bande,

Titanate de baryum

Les travaux de cette thèse sont dédiés à l’étude de l’effet de la texturation de céramiques obtenues par la méthode TGG (Templated Grain Growth) sur les propriétés piézoélectriques de matériaux à base de BaTiO3. Des céramiques texturées ont été élaborées par coulage en bande d’une barbotine, en utilisant l’orientation de germes (microplaquettes). Ces germes anisotropes sont orientés dans la direction de coulage et orientent donc ensuite la croissance granulaire pendant le frittage. Des poudres de BaTiO3, dopé et non dopé au cobalt, ont été synthétisées par voie solide puis caractérisées pour obtenir une taille de particules optimale pour le coulage en bande. Des germes de BaTiO3 et Bi4Ti3O12, ont été synthétisés en sels fondus par réaction topotactique. Des barbotines ont ensuite été préparées avec/sans germes et avec/sans LiCO3 comme additif de frittage, puis coulées et frittés. Des céramiques texturées ont ainsi été bien obtenues à l’aide de germes de BaTiO3. Le dopage au cobalt et l’ajout du lithium améliorent la densification et les propriétés des céramiques texturées. Le meilleur résultat obtenu correspond à d33 = 176 pC/N, avec un kt = 27%.