LogoLogo

Martin, Baptiste. Concept de composites magnétoélectriques hybrides base polymère : piézoélectricité organique/inorganique et couplage magnétique

Martin, Baptiste (2019). Concept de composites magnétoélectriques hybrides base polymère : piézoélectricité organique/inorganique et couplage magnétique.

[img]PDF - nécessite un logiciel de visualisation PDF comme GSview, Xpdf or Adobe Acrobat Reader
10Mb

Résumé en francais

Ce travail de thèse a pour objectif l'élaboration et l'analyse de composites hybrides magnétoélectriques à matrice polymère. Deux solutions sont étudiées : un système à deux phases avec une matrice électroactive (PVDF-TrFE) et des particules magnétiques (Ni) ; un système à trois phases avec une matrice neutre (α-PVDF), des particules piézoélectriques (NaNbO3) et des particules magnétiques (Ni). Une analyse de l'influence du facteur de forme des particules Ni a été réalisée. Un procédé original d'élaboration de nanochaines de nickel (NNCs) en voie polyol avec croissance sous champ magnétique modéré a permis de compléter la gamme des facteurs de forme. Le seuil de percolation électrique des NNCs a été observé pour une fraction volumique de 2,3% volumique. Cette valeur détermine la zone où le composite peut être polarisé et donc piézoélectrique. Les mesures du coefficient d33 donnent des valeurs allant jusqu'à 5,8 pC N-1 pour les composites P(VDF-TrFE)/Ni et jusqu'à 4,5pC N-1 pour les composites α-PVDF/NaNbO3/Ni. Dans les deux cas, l'utilisation de particules à haut facteur de forme entraîne une diminution de la valeur du d33 à cause d'une rigidification importante du système. Les analyses des propriétés magnétiques montrent une amélioration de l'aimantation rémanente ainsi que du champ coercitif pour les NNCs en comparaison des particules sphériques. Cette amélioration est encore plus perceptible lors de la mise en oeuvre des composites grâce à l'orientation des particules induites par la mise en oeuvre. Les propriétés de couplage ME sont mesurées pour les deux types de composites qui présentent tous une réponse ME importante. Le couplage le plus important pour les échantillons à matrice P(VDF-TrFE) est obtenu avec des nanofils de nickel à haut facteur de forme (250). Pour cet échantillon αME =4,2V m-1 Oe-1. Dans le cas des composites à 3 phases le coefficient αME =4,7 Vm-1Oe-1. Les meilleurs couplages sont obtenus avec les NiNPs car qui permettent une meilleure transduction. Les valeurs de couplage obtenues sont du même ordre de grandeur dans les deux types d'échantillon. La solution à trois hases peut être pertinente à de plus hautes températures.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Dantras, Eric
Lacabanne, Colette
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des MATériaux (CIRIMAT), UMR 5085
Mots-clés libres :Magnétoélectricité - Piézoélectricité - Polymère - Magnétisme - Composite - Facteur de forme
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :02 Jul 2020 16:22