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Instrumentation, Mesure, Métrologie

1631-4670
Revue des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 3/1-2 - 2003  - pp.225-237
TITRE
Actionneurs couches minces pour contrôle santé de structures

RÉSUMÉ

Nous présentons l'étude de couches minces piézo-électriques et électrostrictives qui pourraient servir d'actionneurs minces et puissants dans un système de contrôle santé de structures basé sur la propagation d'ondes de Lamb. Dans ce but, nous avons réalisé des couches minces (épaisseur inférieure à 5 µm) de PZT et de ferroélectrique relaxeur non dopées par pulvérisation cathodique radiofréquence magnétron. Ces matériaux sont les plus étudiés du fait de leur commande électrique et de leurs propriétés intéressantes au regard de la conception d'actionneurs. Nous avons choisi une composition proche de la limite de phase morphotropique pour les deux matériaux développés. Nous nous attacherons ici principalement à décrire les résultats concernant les propriétés électromécaniques de films de PZT. L'étude met en lumière leur comportement à fort champ électrique. Afin d'évaluer les propriétés piézo-électriques de ces films, nous décrivons et donnons les résultats relatifs à une méthode de comparaison avec des disques minces (épaisseur supérieure à 100 µm) PZT commerciaux utilisés dans le système de contrôle santé en développement.

ABSTRACT

We present a study of piezoelectric and electrostrictive thin films that could be used as thin but powerful actuators in structural health monitoring systems based on Lamb wave propagation. Toward this, we realized thin films (thickness below 5 µm) of undoped PZT and relaxor ferroelectric materials by rf magnetron sputtering. These materials are the most studied because of their electrical drive and their interesting properties related to actuator design. For both materials, we chose a composition close to morphotropic phase boundary. In this paper, we mainly aim at presenting results related to electromechanical properties of PZT films. This study shows their high electric field behavior. In order to evaluate piezoelectric properties of these films, we describe and give results of a new comparative method with commercially available PZT thin discs (thickness larger than 100 µm) used in the present health monitoring system under development.

AUTEUR(S)
Eric FRIBOURG-BLANC, Marc DUPONT, Daniel OSMONT, Eric CATTAN, Denis RÈMIENS

MOTS-CLÉS
actionneur piézo-électrique, couche mince, ferroélectrique, PZT, titano-zirconate de plomb, propagation acoustique, contrôle santé de structure.

KEYWORDS
piezoelectric actuator, thin film, ferroelectric, PZT, lead zirconate titanate, acoustic propagation, structural health monitoring.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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