Caractérisation multi-échelle et lois de comportement dans les matériaux ferroélectriques

Le développement de systèmes intelligents très efficaces exige des matériaux de conversion de plus en plus performants, que ce soit en termes de stabilité de caractéristiques sous sollicitations ou en termes de coefficients. Les propriétés macroscopiques développées par les matériaux ferroélectriques sont étroitement liées à la mobilité des murs de domaines et donc au basculement des moments dipolaires supportés par l axe polaire dans chaque maille. Cette thèse traite dans un premier temps de l élaboration et la caractérisation des céramiques PMN-xPT et des monocristaux PZN-xPT. La caractérisation multi-échelle des matériaux quadratiques (céramiques et monocristaux) qui relie la configuration en domaines du matériau à son comportement macroscopique est étudiée pour comprendre les mécanismes de dépolarisation sous différentes sollicitations (contrainte uniaxiale, température et champ électrique). Le comportement non linéaire et hystérétique sous haut niveau de sollicitations mécaniques et électriques des céramiques piézoélectriques a été modélisé par un modèle construit à partir d éléments non linéaires. Enfin, l application des matériaux PZN-12PT est également étudiée. Il s agit d une poutre vibrante avec un élément piézoélectrique qui permet de tester et de comparer les deux inserts en termes d amortissement vibratoire.The development of intelligent systems very efficient requires materials of more conversion preferment, whether in terms of stability characteristics in solicitations or in terms of coefficients. The macroscopic properties developed by ferroelectric materials are closely related to the mobility of domains walls, and therefore the switching of dipole moments aligned along the polar axis in each unit cell. This thesis deals as a first time of the preparation and characterization of PMN-xPT ceramics and single crystals PZN-xPT. The multi-scale characterization of quadratic materials that connects the configuration of domains material to its macroscopic behaviour has been studied to understand the mechanisms of depolarization under different excitations (uniaxial stress, temperature and electric field). The non-linear behaviour and hysteretic for ceramics under high level of mechanical and electrical excitations has been modelled by a model constructed from non-linear elements. Finally, the application of materials PZN-12PT was also studied. The objective of this study is to test and compare ceramic and single crystal shapes in terms of vibration damping.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF