Développement et caractérisation de céramiques à grandes capacités électriques du type pérovskite de CaCu3 Ti4 O12(CCTO)

Abstract

Au cours de cette étude, nous nous sommes intéressés à l’élaboration et à la caractérisation des céramiques de titanate de calcium et de cuivre CaCu 3 Ti 4 O 12 (CCTO) et à l’étude de l’influence des conditions de synthèse sur les propriétés structurales, micro-structurales et diélectriques de cette céramique, dans le but d’obtenir des matériaux de propriétés optimales par la méthode solide. Cette étude a mis en évidence l’aptitude de ce matériau à être utilisé en tant que condensateur. Dans notre étude, plusieurs composants sont élaborés, a base de poudres commerciales généralement utilisées (CaCO 3 , CuO et TiO 2 ) ou par le remplacement de CaCO 3

par le calcaire naturel de Guelma en vue de leur intégration au sein des condensateurs et valorisation de ce dernier, ainsi la synthèse et l’élaboration de CCTO par le remplacement de CuO par le Cu 2 O a été effectuée. Pour le composant CCTO, L’échantillon CCTO14h présente des meilleures propriétés diélectriques, des valeurs colossales de la permittivité (?'=95867 et 84762 à 20 Hz et à 1 KHz respectivement) et des très faibles valeurs des pertes (tg? =0,045 et 0.14 à 20 Hz et à 1 KHz respectivement) sont obtenues. L’analyse FRX montre que le calcaire naturel de Guelma est de haute pureté (dépasse 98.4% en CaCO 3 ) avec une bonne cristallinité (>73%), La phase CCTO pure a été bien synthétisée sans présence de phase secondaires pour les céramiques élaborées à base de calcaire naturel de Guelma, des valeurs de densité supérieurs à 92% sont trouvées. Ces analyses montrent que le calcaire naturel de Guelma peut constituer un candidat potentiel pour remplacer les carbonates commerciales (CaCO 3 ) pour la synthèse de matériaux CCTO. La phase CCTO a été synthétisée avec succès et avec la présence de phases secondaires en faibles quantité pour les céramiques CCTO fabriquées avec l'ajout de Cu 2 O au lieu de CuO. Un frittage complet a été réalisé à une température optimale de 1050 °C avec un taux de densification élevé (>96%). De plus, CCTO1050 a présenté les valeurs de constante diélectrique les plus élevées à basse fréquence (~13 400) et des pertes diélectriques assez faibles (tg? ~ 0.17). Les échantillons frittés à 1050 °C pendant 24 heures montrent la meilleure valeur de constante diélectrique (21392), tandis que les échantillons frittés à 14h montrent une valeur de pertes très faible (0.08).