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Développement d'un nouveau procédé de dépôt en couche épaisse de matériaux piézoélectriques sans plomb par dépôt d'aérosol (Aerosol Deposition Method) pour la fabrication de micro­dispositifs de récupération d'énergie

(Document en Français)

Accès au(x) document(s)

Modalités de diffusion de la thèse :
  • Thèse consultable sur internet, en texte intégral.
  • Accéder au(x) document(s) :
    • https://www.theses.fr/2021LIMO0023/abes
    • https://theses.hal.science/tel-03234403
    Ce document est protégé en vertu du Code de la Propriété Intellectuelle.

Informations sur les contributeurs

Auteur
Nomel Innocent
Date de soutenance
30-03-2021

Directeur(s) de thèse
Marchet Pascal - Durand Olivier
Président du jury
Rossignol Fabrice
Rapporteurs
Courtois Christian - Josse Michaël
Membres du jury
Marchet Pascal - Durand Olivier - Bavencoffe Maxime - Elissalde Catherine - Poulin-Vittrant Guylaine

Laboratoire
Institut de Recherche sur les CERamiques (Limoges ; 2012-....)
Ecole doctorale
Ecole doctorale Sciences et Ingénierie des Matériaux, Mécanique, Energétique (Poitiers)
Etablissement de soutenance
Limoges

Informations générales

Discipline
Matériaux céramiques et traitements de surface
Classification
Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres
ADM, Couche épaisse, Récupération d’énergie
Mots-clés
Matériaux piézoélectriques,
Poudres céramiques
Résumé :

Cette thèse porte sur le développement d’un nouveau procédé de dépôt par jet d’aérosol ou ADM (Aerosol Deposition Method) permettant la réalisation de couches épaisses à partir de matériaux piézoélectriques sans plomb en vue de la fabrication de micro-dispositifs de récupération d’énergie. La préparation de la poudre adaptée au procédé ADM a été étudiée selon deux voies de synthèse du matériau de composition NBT-6BT et une phase de traitement additionnel à base de broyage, tamisage et séchage. L’étude et l’optimisation des paramètres de dépôt a permis l’obtention des couches épaisses souhaitées sur un substrat en Kovar®. Malgré les pertes diélectriques élevées à basse fréquence, les films obtenus présentent un bon comportement diélectrique avec une permittivité relative évaluée à 100. Les valeurs élevées de résistivité (1010 Ω.m) et l’absence de claquage sous champ électrique important (E > 10 kV/mm) reflètent de bonnes densités et microstructures des films obtenus sans recuit. Parmi les traitements thermiques post-dépôt étudiés, le recuit à 700°C sous argon a permis d’éviter la détérioration des substrats et des films avec des changements de formes de cycles P(E) allant d’un type paraélectrique (pour un film non-recuit) vers une hystérésis. Malgré l’absence de cycles ferroélectriques probants, les études menées laissent sous entendre des propriétés piézoélectriques des films à l’échelle locale (nanométrique) plutôt qu’à l’échelle macroscopique. Les objectifs visés ont été atteints à travers d’une part l’obtention maitrisée et reproductible de couches épaisses pouvant atteindre 100 μm et d’autre part l’élaboration d’un démonstrateur simple de récupération d’énergie par conversion électromécanique.

Informations techniques

Type de contenu
Text
Format
PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine
STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant
2021LIMO0023
Numéro national
2021LIMO0023

Pour citer cette thèse

Nomel Innocent, Développement d'un nouveau procédé de dépôt en couche épaisse de matériaux piézoélectriques sans plomb par dépôt d'aérosol (Aerosol Deposition Method) pour la fabrication de micro­dispositifs de récupération d'énergie, thèse de doctorat, Limoges, Université de Limoges, 2021. Disponible sur https://aurore.unilim.fr/ori-oai-search/notice/view/2021LIMO0023