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Barbier, Bertrand. Elaboration et caractérisation de condensateurs à base de CaCu3Ti4O12 à forte permittivité relative pour l'électronique de puissance

Barbier, Bertrand (2009) Elaboration et caractérisation de condensateurs à base de CaCu3Ti4O12 à forte permittivité relative pour l'électronique de puissance.

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Résumé en francais

Les céramiques massives issues de poudres de CaCu3Ti4O12 (CCTO) élaborées par co-précipitation suivie d'un traitement de calcination présentent des permittivités relatives colossales (150 000 à 1 kHz, Tamb), qui dépendent du taux de phase additionnelle CuO. L'étude confirme que le modèle de barrière interne est à l'origine de ces permittivités relatives. Par ailleurs, les caractérisations en tension et en impédance ont permis d'établir un modèle comportemental grâce à un circuit électrique équivalent facilement utilisable lors de simulations. Une étude originale a été menée sur des couches de CCTO mises en forme par coulage en bandes. Ces couches présentent des permittivités relatives très élevées (47 000 à 1 kHz, Tamb) pour les épaisseurs supérieures ou égales à 40 µm. Une chute brutale de la permittivité relative est observée pour les épaisseurs inférieures à 40 µm, et est liée au nombre insuffisant de barrières internes (joints de grains) électriquement actives. Des condensateurs céramiques multicouches présentant des structures internes et des propriétés électriques reproductibles ont été élaborés. Les valeurs de capacité ont été considérablement augmentées (jusqu'à 1,4 µF à 1 kHz, Tamb) et les valeurs de résistance série fortement diminuées (jusqu'à 0,3 O) par rapport aux céramiques massives. Concernant la tenue en tension, il est primordial de prendre en compte le comportement non linéaire du courant avec la tension, caractéristique de CCTO. La comparaison avec des diélectriques usuels (type Z5U) a permis de montrer que les composants élaborés présentent de meilleures caractéristiques en température et en vieillissement.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Guillemet-Fritsch, Sophie
Dutarde, Emmanuel
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 :CaCu3Ti4O12 - Co-précipitation - Céramiques massives - Couches épaisses - Coulage en bandes - Permittivité relative - Résistance série - Barrières internes
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :08 Dec 2009 17:36