Exercices de chimie des solides
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L’insertion de lanthane peut s’écrire non plus en considérant le seul
sous-réseau A, mais aussi le sous-réseau B. Il vient alors :
2 La 2 O 3 → 4 La
•
Pb + 6 O
×
O + V
Ti−Zr
et la condition d’électroneutralité est :
[La
•
Pb ] = 4
V
B
La réaction de synthèse du composé s’écrit :
(1 − x)PbO + x/2 La 2 O 3 + (1 − x/4)[(1 − y)TiO 2 + y ZrO 2 ] →
(Pb 1−x La x )(Ti 1−y Zr y ) 1−x/4 O 3
Ce processus est le plus plausible. Mais il peut y avoir aussi des lacunes
sur le sous-réseau A et, actuellement, le problème n’est pas totalement
résolu. En fait, le lanthane (9 %) permet la solubilité totale des deux
pérovskites PbZrO 3 et PbTiO 3 . Il permet également la diminution de
la température de Curie.
2
◦ ) En milieu réducteur, il y a départ d’oxygène, si bien que la réaction
d’insertion est unique :
La 2 O 3
O/Pb=1
−−−−−→ 2La
•
Pb + 2O
×
O + 1/2 O 2 + 2e
−
Le départ d’oxygène libère deux électrons qui vont se localiser dans
la bande du titane. Celui-ci passe ainsi de la valence IV (d
0 ) à la valence III (d
1 ). Par contre, la valence du zirconium reste inchangée, le
zirconium III n’ayant pas été observé. Le composé a pour formule :
(Pb 1−x La x )(Ti 1−y Zr y )O 3
ou, plus précisément,
Pb
2+
1−x La
3+
x
Ti
4+
1−y−x Ti
3+
x Zr
4+
y
O 3
Les diélectriques isolants, dopés par des éléments donneurs, sont moins
sensibles à la dégradation et au vieillissement. Les PZT, entre autres
propriétés, sont des matériaux piézoélectriques, c’est-à-dire qu’il apparaît une polarisation électrique lorsqu’ils sont soumis à une contrainte
mécanique et réciproquement. Ce phénomène a été mis en évidence en
1880 par Pierre et Jacques Curie qui ont étudié l’effet de la pression
sur la création de charges dans certains cristaux non centro-symétriques
comme le quartz, la blende et la tourmaline. La polarisation peut varier
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L’insertion de lanthane peut s’écrire non plus en considérant le seul
sous-réseau A, mais aussi le sous-réseau B. Il vient alors :
2 La 2 O 3 → 4 La
•
Pb + 6 O
×
O + V
Ti−Zr
et la condition d’électroneutralité est :
[La
•
Pb ] = 4
V
B
La réaction de synthèse du composé s’écrit :
(1 − x)PbO + x/2 La 2 O 3 + (1 − x/4)[(1 − y)TiO 2 + y ZrO 2 ] →
(Pb 1−x La x )(Ti 1−y Zr y ) 1−x/4 O 3
Ce processus est le plus plausible. Mais il peut y avoir aussi des lacunes
sur le sous-réseau A et, actuellement, le problème n’est pas totalement
résolu. En fait, le lanthane (9 %) permet la solubilité totale des deux
pérovskites PbZrO 3 et PbTiO 3 . Il permet également la diminution de
la température de Curie.
2
◦ ) En milieu réducteur, il y a départ d’oxygène, si bien que la réaction
d’insertion est unique :
La 2 O 3
O/Pb=1
−−−−−→ 2La
•
Pb + 2O
×
O + 1/2 O 2 + 2e
−
Le départ d’oxygène libère deux électrons qui vont se localiser dans
la bande du titane. Celui-ci passe ainsi de la valence IV (d
0 ) à la valence III (d
1 ). Par contre, la valence du zirconium reste inchangée, le
zirconium III n’ayant pas été observé. Le composé a pour formule :
(Pb 1−x La x )(Ti 1−y Zr y )O 3
ou, plus précisément,
Pb
2+
1−x La
3+
x
Ti
4+
1−y−x Ti
3+
x Zr
4+
y
O 3
Les diélectriques isolants, dopés par des éléments donneurs, sont moins
sensibles à la dégradation et au vieillissement. Les PZT, entre autres
propriétés, sont des matériaux piézoélectriques, c’est-à-dire qu’il apparaît une polarisation électrique lorsqu’ils sont soumis à une contrainte
mécanique et réciproquement. Ce phénomène a été mis en évidence en
1880 par Pierre et Jacques Curie qui ont étudié l’effet de la pression
sur la création de charges dans certains cristaux non centro-symétriques
comme le quartz, la blende et la tourmaline. La polarisation peut varier