Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 23, Numéro 5, mai 1988
Page(s) 879 - 889
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01988002305087900
Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 879-889 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:01988002305087900

Matériaux électrostrictifs pour actuateurs

L. Eyraud, P. Eyraud, P. Gonnard et M. Troccaz

Laboratoire de Génie Electrique et Ferroélectricité, INSA, 20 avenue Albert-Einstein, Bâtiment 504, 69621 Villeurbanne Cedex, France


Abstract
Electrostrictive ceramic materials with a large electrostriction coefficient are intensively investigated for some displacement transducers. In order to obtain materials as good as PMN-PT, a material newly developed but not very easy to prepare, a solid solution of PZT type widely substituted with Sr-Ba ions has been studied. Two methods of preparation were used : a conventional solid one and a coprecipitation one which allows the fabrication of ceramics with a better density and an uniform grain size. In this paper it is shown that the sintering conditions have an influence both on the magnitude and on the hysteresis of the field induced strain. A comparison of the electrostrictive constants of the PZT selected composition with PMN-PT and PLZT ceramics is given.


Résumé
Les matériaux électrostrictifs sous forme de céramique, à fort coefficient d'électrostriction, sont très recherchés pour certains transducteurs de déplacement. La recherche de matériaux aussi performants que le PMN-PT, matériau le plus utilisé actuellement, nous a amenés à étudier une composition du type PZT fortement substituée par des ions Sr-Ba et de préparation plus aisée. Deux méthodes de fabrication sont utilisées : la voie solide classique et la coprécipitation qui permet d'obtenir des céramiques plus denses et de granulométrie plus régulière On montre dans cette étude que les conditions de frittage ont une influence à la fois sur l'amplitude et l'hystérésis de la déformation. Une comparaison des constantes électrostrictives du composé choisi avec des céramiques PMN-PT et PLZT est donnée.

PACS
0670M - Transducers.
7760 - Piezoelectricity and electrostriction.
8120E - Powder techniques, compaction and sintering.
8120L - Preparation of ceramics and refractories.
0540 - Ceramics and refractories engineering materials science.
2810F - Piezoelectric and ferroelectric materials.
2860 - Piezoelectric and ferroelectric devices.
7230 - Sensing devices and transducers.

Key words
ceramics -- electrostriction -- lead compounds -- piezoelectric materials -- piezoelectric transducers -- sintering -- strontium compounds -- actuators -- ceramic materials -- electrostriction coefficient -- displacement transducers -- grain size -- sintering conditions -- field induced strain -- Pb sub 0.74 Sr sub 0.18 Ba sub 0.10 Zr sub 0.54 Ti sub 0.46 Nb sub 0.02 O sub 3 -- PbSrBaZrO sub 3 TiO sub 3 NbO sub 3