Fabrication et caractérisation de composites piézoélectriques de connectivité 1-3 à base de monocristaux pour la transduction ultrasonore
Résumé
Pour les applications sous-marines et la fabrication de SONARs, de grandes surfaces de matériaux piézoélectriques avec de très bonnes propriétés électromécaniques sont souvent nécessaires. Les monocristaux piézoélectriques (typiquement les compositions PMN-PT ou PZN-PT) sont des matériaux très performants mais sont difficiles à fabriquer en grandes surfaces tout en gardant des propriétés homogènes. Leur intégration dans la fabrication de composites piézoélectriques de connectivité 1-3 avec la méthode dite « dice and fill » délivre d'excellentes performances mais la taille finale des échantillons est limitée par celle du monocristal d'origine. Récemment, une méthode prometteuse a été proposée par empilement de couches successives [1] (dite « par lamination ») évitant ces restrictions dimensionnelles. Des piézo-composites de connectivité 1-3 ont ainsi été fabriqués avec les deux méthodes. Au préalable, leur conception a été réalisée par analyse numérique (ATILA). Les propriétés électromécaniques mesurées sont comparables aux prédictions numériques. Les coefficients de couplage en mode épaisseur des composites fabriqués sont compris entre 60 et 80% suivant les phases (piézoélectriques et inertes) utilisées. Finalement, plusieurs mono-transducteurs avec des fréquences de résonance autour de 1 MHz ont été fabriqués, caractérisés et comparés. Les résultats confirment l'intérêt de cette méthode par lamination [1] pour la fabrication de piézo-composites de connectivité 1-3. [1] Feifei Wang et al., Single-crystal 0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3/epoxy 1-3 piezoelectric composites prepared by the lamination technique, Materials Chemistry and Physics, vol. 105, pp. 273-277, 2007.
Origine : Accord explicite pour ce dépôt