Synthèses par voies solide et hydrothermale pour céramiques de type BNT - BT - BKT - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Solid state and hydrothermal syntheses for BNT - BT - BKT based ceramics

Synthèses par voies solide et hydrothermale pour céramiques de type BNT - BT - BKT

Résumé

This study focuses on the study of one of the most promising systems as an alternative to PZT, the Bi0,5Na0,5TiO3 - BaTiO3 - Bi0,5K0,5TiO3 ternary system. The first part of the thesis consists on the solid state synthesis of this system and has allowed a more accurate estimation of the morphotropic phase boundary location. In a second part, we focused this study on the development of BNT powders hydrothermal synthesis. Although various protocols have developed the production of fine and single phased powders, all of them are characterized by the presence of thermally unstable phases in minor quantities but nevertheless sufficient to let appear a strong porosity after sintering. Various washing techniques have been developed to eliminate these metastable phases. A compromise between the quality of the metastable phase elimination and the preservation of the major phase chemical composition must be realized. The densification ratio and piezoelectric properties obtained for these ceramics are widely comparable to the solid route synthesized ones. The BNT - BT cosynthesis study of the 0,935 BNT - 0,065 BT binary composition put in evidence the prerequisite and definitive bismuth titanate Bi12TiO20 precipitation.
Ce travail a pour objet l’étude de l’un des systèmes les plus prometteurs en tant que substitut au PZT, le ternaire Bi0,5Na0,5TiO3 - BaTiO3 - Bi0,5K0,5TiO3. La première partie de la thèse s’est focalisée sur la synthèse par voie solide de ce système et a permis une estimation plus affinée de la zone de transition de phase morphotropique. Dans une seconde partie, nous nous sommes centrés sur l’élaboration de poudres réactives de BNT par voie hydrothermale. Bien que les divers protocoles mis au point ont permis l’obtention de poudres microniques et cristallisées, toutes se distinguent par l’apparition de phases thermiquement instables en quantités infimes mais néanmoins suffisantes pour entraîner l’apparition d’une macroporosité après frittage. Diverses techniques de lavage ont été développées pour éliminer ces phases métastables. Un compromis a dû être réalisé entre la qualité de l’élimination de ces phases non désirées et le maintien de la composition chimique de la phase majoritaire. Le taux de densification et les propriétés piézoélectriques obtenus sur ces céramiques sont largement comparables à la voie solide. L’étude de la cosynthèse BNT - BT par thermolyse hydrothermale de la composition binaire 0,935 BNT - 0,065 BT n’a pu aboutir et a mis en évidence la précipitation préalable et définitive du titanate de bismuth Bi12TiO20.
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tel-03009476 , version 1 (17-11-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03009476 , version 1

Citer

Jean-François Trelcat. Synthèses par voies solide et hydrothermale pour céramiques de type BNT - BT - BKT. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, 2010. Français. ⟨NNT : 2010VALE0029⟩. ⟨tel-03009476⟩
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