Numéro |
J. Phys. III France
Volume 4, Numéro 7, July 1994
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Page(s) | 1165 - 1187 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jp3:1994193 |
J. Phys. III France 4 (1994) 1165-1187
Propriétés électrostrictives de céramiques massives du type PbMg 1/3Nb 2/3O 3 (PMN)
E. Lattard, M. Lejeune and P. AbelardEcole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle, LMCTS URA 320, 47 à 73 Av. Albert Thomas, 87065 Limoges, France
(Reçu le 5 novembre 1993, révisé le 28 février 1994, accepté 29 mars 1994)
Abstract
Loop hysteresis, dielectric and electrostrictive properties of bulk ceramics
(
1 - x) PbMg
1/3Nb
2/3O
3 - xPbTiO
3 - yMgO
for
x = 0, 5, 10 % and
y = 0, 6, 12 % have been
investigated. An initial lead oxide magnesium excess stabilises the perovskite structure
during its
formation and leads to an improvement of the electrical properties. These
materials are relaxor
type ferroelectrics with high permittivities in a large space of
temperature around
C for
to
C for
.
They exhibit, at
C,
large electrostrictive longitudinal
(
) and transversal (
)
strains without
hysteresis, under an electric field of
kV/mm and at low frequency (
F = 20 mHz) :
and
x1 =10-4 for PMN 0.12-MgO and
x3 = 10-3 and
for 0.9 PMN-0.1
PT-0.12 MgO. Additions of titanium improve the polarization of material which largely
contribute to large strains whereas electrostrictive coefficients
Qij (
),
determined at
C, slightly increase with PbTiO
3 percent (for a constant magnesium
excess).
Résumé
Les propriétés diélectriques, d'hystérésis de polarisation et électrostrictives
(déformation sous champ électrique) ont été étudiées sur des composés massifs du type
(1 - x) PbMg
1/3Nb
2/3O
3 - xPbTiO
3 - y Mgo pour
x = 0, 5, 10 % et
y = 0, 6, 12 %.
L'excès initial d'oxyde de magnésium stabilise la phase pérovskite lors de sa formation
et permet d'éviter la dégradation des propriétés électriques observée sur un composé de
type PMN stoechiométrique. Ces matériaux sont des relaxeurs ferroélectriques caractérisés
par une transition ferroélectrique diffuse. Les permittivités sont élevées dans un domaine
de température centré autour de
C pour
à
C pour
.
Ils présentent,
à
C, des déformations notables en mode longitudinal (
et transversal
(
, dépourvues d'hystérèse, d'origine électrostrictive (pour des champs électriques
de l'ordre du kV/mm, à très basse fréquence,
F = 20 mHz), soit quand
kV/mm,
et
x1 = 10-4 pour PMN-0,12 MgO, et
x3 = 10-3 et
pour 0,9 PMN-0,01 PT-0, 12 MgO. L'apport de titane permet d'augmenter la polarisabilité, facteur
prépondérant à de grandes déformations. Parallèlement, les coefficients électrostrictifs
Qij
, calculés à
C, croissent faiblement
lorsque le pourcentage de PbTiO
3
augmente, à taux de magnésium constant.
© Les Editions de Physique 1994