Matériaux pérovskites complexes pour applications transducteurs acoustiques de puissance
Institution:
Châtenay-Malabry, Ecole centrale de ParisDisciplines:
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Abstract FR:
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.