Etude des propriétés physico-chimiques de PbZrxTi1-xO3 (0 ≤ x ≤ 0.91) et de PbTiO3 pur et dopé (V, Cu, Bi, Mn, Mg, La, Ca) élaborés par voie solide

Abstract

Le titanate de plomb (PT) pur et dopé ont été élaborés par voie solide. Les poudres fines obtenues présentent une bonne qualité structurale, comme il a été montré à partir des analyses de diffraction de RX, de la spectroscopie IR et de la spectroscopie Raman. Les études structurale et diélectrique ont été effectuées sur le titano-zirconate de plomb Pb(Zrx, Ti1-x)O3(PZTx) avec x variant entre 0 et 0.91. Les différentes analysses structurales citées plus haut en plus de la microscopie électronique à balayage atttestent de la bonne texture et de qualité structurale, en conformité avec le diagramme de phase donné par Jaff et coll et sans présence de phase pyrochlore. Les mesures de la constante diélectrique en fonction de la température montrent que le matériau PZT présente un caractère relaxeur. La loi de Curie Weiss n’a pas été vérifiée, par contre les données expérimentales sont en bon accord avec la loi d’Uchino et la loi polynomiale. Les mesures diélectriques des échantillons PZT ont permis également de montrer la présence d’une deuxième anomalie dans la région ferroélectrique à 275°C. Les mesures de la conductivité diélectrique en fonction de la température ont permis de mesurer l’énergie d’activation qui diminue avec la fréquence, ce qui confirme le caractère relaxeur du matériau. Les analyses EPS portées sur les échantillons PZT ONT permis de montrer que les températures de frittage élevées n’affectent pas les compositions nominales de Zr et de Ti en comparant celles-ci aux compositions déduites à partir des spectres XPS. La température de cristallisation de PT pur a été ensuite abaissée jusqu’à 800 °C tout en préservant la bonne qualité cristallographique. L’effet du dopage sur la structure pérovskite du matériau PT a été étudié. Le PT dopé au Vanadium, Magnésium, Clacium, Manganèse, Cuivre ou Bismuth, comme dans le cas de PT pur, cristallise dans la phase tétragonale. Alors que le PT dopé au lanthane cristallise dans la phase cubique.