Etude de la cinétique de cristallisation des céramiques piézoélectriques de type 1-x (Bay Ca1-y) TiO3 - x Ba (Tiz Zr1-z) O3

Abstract

Dans cette étude, la cinétique de cristallisation de céramique piézoélectrique, 0,5 (Ba0,85 Ca0,15) TiO3 - 0,5 Ba (Zr0,1 Ti0,9) O3 (BCZT), synthétisée par réaction à l'état solide, a été étudiée par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) dans des conditions non isothermes et isothermes. En mode non isotherme, les échantillons ont été chauffés de la température ambiante à ~ 1000°C avec différentes vitesses de chauffage (2,5, 5, 10 et 15°C / min), alors qu’en mode isotherme, ils ont d'abord été chauffés à 823,833 et 838 ° C avec une vitesse de chauffe de 30°C / min, puis maintenue à ces températures jusqu'à la fin de la cristallisation. La courbe thermogravimétrique (TG) montre une perte de poids globale d'environ 15% pendant la décomposition thermique. L'analyse par diffraction des rayons X (XRD) a confirmé la formation d'une phase pérovskite pure pour l’échantillon calciné à 1000°C pendant 1 heure. Les images du microscope électronique à balayage (MEB) suggèrent une variation de taille des particules de l'échantillon calciné à 1000°C de 180 à 600 nm. Les paramètres cinétiques de la cristallisation des poudres BCZT (facteur pré exponentiel (A), énergie d'activation (Eα) et modèle cinétique (fα)) ont été déterminés par des méthodes isoconversionnelles, l’analyse cinétique combinée et l’équation intégrale. L'application du modèle de Johnson – Mehl – Avrami dans des conditions isothermes donne un indice de croissance de 0,5 et une valeur moyenne de l'exposant d’Avrami de 2,5, indiquant une croissance des particules de BCZT par diffusion contrôlée avec un taux de nucléation constant.