Elaboration par voie sol-gel et caractérisation des céramiques ferroélectriques de structure perovskite zirconate titanate de plomb dopées au lanthane Pb₁-xLax (Ti₁-yZry)₁-x/₄O₃

Abstract

Les poudres céramiques (Pb1-yLay)(Zr0.52Ti0.48)1-y/4O3, notées (PLZTy), de zirconate titanate de plomb, dopées au lanthane, avec les concentrations en Zr et Tr correspondantes à la phase morphotropique, ont été préparées par voie sol-gel, moyennant la méthode de la déstabilisation de la solution colloïdale (DSC). Les propriétés structurale et diélectrique de ces poudres ont été étudiées. La diffraction de RX a montré que nos poudres cristallisent dans la phase mixte morphotropique (tétragonale-rhomboédrique) de structure perovskite sans phase pyrochlore, avec une température de cristallisation inférieure à celle obtenue par d’autres voies de synthèse. L’ajout de lanthane favorise tétragonale. L’ajout de lanthane induit une diminution progressive de la constante et des pertes diélectriques, ainsi qu’une baisse de la température de transition ferroélectrique – paraélectrique jusqu’à 45°C. Pour un dosage supérieur ou égal à 10% en lanthane, nos céramiques passent d’un ferroélectrique à un ferroélectrique relaxeur. Nous avons optimisé la température et la durée des frittages de nos céramiques en se basant sur la mesure des constants diélectriques et sur les résultats du MEB. Pour l’échantillon non dopé PZT et l’échantillon dopé PLZTO.05, nous avons détecté une nouvelle anomalie diélectrique au voisinage de 180°C, qui peut être attribuée à une transition de la phase morphotropique (rhomboédrique /quadratique) à la phase quadratique. Les ajustements réalisés montrent que nos données expérimentales concordent avec la loi d’Uchino modifiée et avec la loi de Vogel-Fulcher.