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Caractéristiques générales des condensateurs – Condensateurs céramiques

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Conclusion
Matériaux piézoélectriques : les céramiques oxydes à base de métaux de transition

Auteur(s) : Philippe PAPET

Date de publication : 10 nov. 2012

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Céramiques transparentes - Caractéristiques générales et procédés de fabrication

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5. Conclusion

En termes de propriétés électriques et mécaniques, les céramiques piézoélectriques présentent certains avantages :

ce sont des matériaux inorganiques fragiles aux températures d'usages, avec des modules de Young élevés, de l'ordre de 60 à 70 GPa et qui ne tolèrent que de faibles déformations (200 à 800 ppm) ;
selon le mode de déformation, le coefficient de couplage électromécanique peut varier entre 0,25 et 0,75 ;
la température de fonctionnement peut être supérieure à la température ambiante, mais elle doit être inférieure à la température de Curie, qui se situe entre 250 et 300 ^oC, selon la composition chimique (pour éviter une dépolarisation partielle et un vieillissement accéléré, on se limite en général à des températures d'utilisation 100 ^oC en dessous de la température de Curie) ;
les pertes diélectriques, qui sont représentées par un angle de pertes δ, dont la tangente est comprise entre 0,005 et 0,02 sont faibles.

En raison de leurs performances piézoélectriques, constante de charge et coefficient de couplage élevés, les céramiques piézoélectriques sont les matériaux les plus couramment utilisées dans la famille des matériaux électroactifs. Elles sont généralement commercialisées sous la forme de céramiques massives (barreaux parallélépipédiques, disques, plaquettes, tubes) ou sous la forme d'empilements de céramiques. Ces derniers permettent d'obtenir des déplacements plus importants par mise en série mécaniquement de plusieurs céramiques d'épaisseur relativement faible ne nécessitant pas des tensions élevées pour les déformer.

Les polyméres piézoélectriques semblent moins attractifs que les céramiques si l'on ne se focalise que sur les caractéristiques piézoélectriques et diélectriques. En effet, les constantes de charge d ₃₃ et d ₃₁ sont un ordre de grandeur plus faibles, les coefficients de couplage n'excèdent pas la valeur 0,3, et la permittivité diélectrique relative se situe aux alentours de 10 avec des pertes diélectriques élevées (tan δ = 0,2-0,3). Les principales qualités de ces polymères résident dans :

leurs propriétés mécaniques...

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - CURIE (P.), CURIE (J.) - Comptes rendus des séances de l'académie des sciences. - Tome 91, Paris (1880).
(2) - BERTIN (M.), FAROUX (J.P.), RENAULT (J.) - Électromagnétisme. - Éd. : Dunod Université (1984).
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(4) - DAMJANOVIC (D.) - * - Rep. Prog. Phys., 61, p. 1267 (1998).
(5) - ROYER (D.), DIEULESAINT (E.) - Ondes élastiques dans les solides. - Tome 1, Éd. : Masson (1999).
(6) - BRISSAUD (M.) - Matériaux piézoélectriques. - Éd. : Presses Polytechniques et Universitaires Romandes (2007).
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Propriétés diélectriques des plastiques.
Céramiques pour composants électroniques.
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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - DÉFINITIONS DE LA PIÉZOÉLECTRICITÉ

1.1 - Généralités sur la piézoélectricité
1.2 - Symétrie cristalline et anisotropie
1.3 - Équations constitutives de la piézoélectricité – couplage électromécanique
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