1.7.2 Autres matériaux
piézoélectriques
D'autres matériaux piézoélectriques font
l'objet de recherche et de développement visant des applications plus
spécifiques compte tenu de leurs remarquables
propriétés.
1.7.2.1 Les composites
piézoélectriques
Le terme « composite » dans le domaine des
matériaux signifie que deux ou plusieurs matériaux sont
associés à l'échelle macroscopique afin de
développer un matériau ayant de nouvelles
propriétés [2]. Un composite piézoélectrique,
encore appelé piézocomposite par abus de langage, est la
combinaison d'une céramique piézoélectrique et d'un
polymère non piézoélectrique. Le fait d'associer plusieurs
constituants, appelés phases, permet de combiner leurs
propriétés physiques [57].
1.7.2.1.1 Classification
Les piézocomposites ont été
classés par Newnham suivant la connectivité de chacune de leurs
phases et on caractérise ainsi leur structure tridimensionnelle [19]. On
désigne un composite constitué de deux phases par deux entiers
"i-j" qui précisent le nombre de directions suivant lesquelles chaque
phase établit une liaison ou connectivité. Différentes
combinaisons sont décrites sur la figure 1.10.
Fig. 1.10 - Schémas de connectivité pour un
composite à deux phases [19]
Si les piézocomposites ont pris de multiples formes,
les composites dits de connectivité 1-3, ont le plus retenu l'attention.
Un piézocomposite 1-3 se compose de barreaux ou fibres de PZT qui sont
arrangés en parallèle suivant la direction de polarisation et un
polymère constituant la matrice (cf. figure 1.11).
Fig. 1.11 - Vue schématique d'un piézocomposite de
connectivité 1-3 [2] 1.7.2.1.2 Caractéristiques des
piézocomposites 1-3
Les avantages d'un composite, en général, sont
de présenter de meilleures performances en de nouvelles
propriétés par rapport à ces constituants. Par exemple,
pour les piézocomposites 1-3, les propriétés essentielles
du composite sont [18,25,26]:
· Impédance acoustique se situe entre celle de la
céramique piézoélectrique et celui du polymère.
· Coefficient de couplage électromécanique
élevé.
· Le choix judicieux de ces constituants et de leur
fraction volumique permet d'ajuster son impédance électrique.
· Souplesse de mise en forme liée aux
propriétés thermiques et mécaniques du polymère.
· Les modes latéraux sont fortement
atténués et par conséquent les effets parasites
associés sont réduits.
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