Brevet FR2666083A1 — publié le 19920228

La présente invention concerne des matériaux ferro- électriques destinés à être utilisés dans des capteurs et des dispositifs électroniques et notamment dans les appli- cations des détecteurs infrarouges à bolomètre diélec- trique, et plus précisément elle concerne des modifications de composition du tantalate de plomb et de scandium ferro- électrique (Pb 2 Sc Ta O 6) ou PST. Un bolomètre diélectrique est un détecteur d'un rayonnement électromagnétique incident parce qu'il détecte les variations de température, et il constitue une forme particulière d'un détecteur pyroélectrique L'effet pyro- électrique existe dans tous les matériaux qui sont cristal- lographiquement polaires et il s'observe sous forme d'une libération de charges à la surface d'un tel matériau lorsque celui-ci présente un changement de température Les détecteurs pyroélectriques d'un rayonnement exploitent cet effet en permettant au rayonnement incident de provoquer un changement de température dans un matériau pyroélectrique et en détectant les changements correspondants à l'aide d'un circuit électronique. Les matériaux qui sont polaires ne nécessitent aucun champ électrique pour présenter cet effet Les bolomètres diélectriques ont un fonctionnement analogue, mais ils nécessitent un champ électrique de polarisation pour la création ou l'induction de l'effet pyroélectrique; dans le cas contraire, la réponse est semblable Ainsi, les détec- teurs pyroélectriques fonctionnent par intégration du: rayonnement incident avec production d'un changement de: température qui provoque à son tour la libération de charges électriques Ceci peut être distingué des détec- teurs non intégrateurs, tels que les photodétecteurs, qui créent directement des charges sous l'action d'énergie incidente à une longueur d'onde convenable. L'élément bolométrique est équivalent, au point de vue électrique, à:n condensateur polarisé par une tension constante Lorsque la température (T) de l'élément varie, une charge électrique est créée parce que les propriétés diélectriques du matériau détecteur varient avec la tempé- rature La sensibilité à la charge est proportionnelle au facteur a D( T)v qui peut être appelé le coefficient pyroélectrique induit (p) avec le déplacement électrique (D) induit par la tension de polarisation (V). Cette réponse est analogue à celle des détecteurs pyroélectriques En conséquence, des descriptions bien connues des performances et des applications des disposi- tifs pyroélectriques s'appliquent pratiquement aux disposi- tifs bolométriques diélectriques En particulier, le facteur de mérite bien connu FD = p/lc J(E 6 o tg 6)l s'applique aux deux types de dispositifs FD est dérivé du rapport de la sensibilité du détecteur à son bruit de Johnson et est utilisé pour la comparaison de matériaux différents Des caractéristiques favorables des matériaux dépendent d'un coefficient pyroélectrique induit de valeur élevée, d'une faible capacité thermique en volume (c), d'une faible constante diélectrique (E) et de faibles pertes (tg 6) Une tension de polarisation utilisée lors du fonctionnement d'un bolomètre diélectrique nécessite en outre qu'un matériau favorable possède une résistivité électrique élevée (p) afin qu'un courant continu de fuite éventuelle soit réduit au minimum. On a déjà utilisé des matériaux ferroélectriques à- la fois pour les détecteurs bolométriques pyroélectriques et diélectriques Dans le premier cas, les matériaux sont choisis par exemple de manière que la température de fonctionnement soit bien inférieure à la température de transition ferroélectrique à paraélectrique (T), car le c fonctionnement à proximité de la température Tc provoque une réduction progressive de la sensibilité au cours du temps du fait de la dépolarisation du matériau Dans le cas des bolomètres diélectriques, la plage de températures de fonctionnement peut comprendre T car la tension de polari- c sation stabilise la polarisation diélectrique du matériau et empêche tout comportement analogue à une dépolarisation. A proximité de T 0, les propriétés diélectriques varient très rapidement avec la température si bien que les réponses pyroélectriques induites sont les plus fortes Un avantage particulier de ces valeurs élevées de p est obtenu dans les grandes matrices de détecteurs dans lesquelles les éléments individuels sont relativement petits, éventuelle- ment avec des surfaces (A) inférieures à 10 m 2 Comme le signal de charge est proportionnel à (p A), la valeur élevée de p compense la faible valeur de A. On a fabriqué un grand nombre de matériaux ferro- électriques et de nombreux parmi eux, notamment ceux qui ont une température T proche de la température ambiante, peuvent être utilisés dans les applications bolométriques diélectriques En particulier, le tantalate de plomb et de scandium (Pb 2 Sc Ta O 6, appelé dans la suite PST) possède de nombreuses propriétés souhaitables qui sont nécessaires Il peut être facilement fabriqué sous forme d'une céramique de haute qualité ayant presque la densité théorique Ses propriétés mécaniques sont bonnes, et il est compatible aux opérations de découpe et de polissage habituelles à la fabrication à la fois des détecteurs bolométriques pyro- électriques et diélectriques Les propriétés électriques du PST conviennent aux détecteurs de hautes performances. Les propriété électriques du PST, en particulier p, E et tg 8 sont mesurées sur une gamme de températures et une gamme de champs électriques de polarisation On a constaté: qu'un champ d'environ 5 10 V/m était suffisamment intense pour donner de bonnes performances La figure 1 représente la variation de F D avec la température pour un tel champ, calculée d'après des mesures réalisées sur une tranche de pm d'épaisseur de PST La valeur de crête de FD est supérieure d'un facteur 2 environ à celle qui est observée dans les matériaux pyroélectriques habituels tels que le sulfate de triglycine, le niobiate de strontium et de baryum et les céramiques de la famille du titanate-zirco- nate de plomb Cependant, les performances de crête sont obtenues à environ 50 OC, bien au-dessus des températures habituelles de fonctionnement de 15 à 25 OC Il serait souhaitable de modifier cette température des performances de crête afin qu'elle soit réglée et adaptée à une température particulière de fonctionnement sans dégradation des propriétés souhaitables du PST Comme la réponse du bolo- mètre est reliée à la transition, ceci équivaut à réduire la température T d'une valeur pouvant atteindre 30 OC sans modification aucunement des autres propriétés électriques. Dans certaines conditions de fonctionnement, il peut être souhaitable d'augmenter T c, par exemple dans les disposi- tifs qui doivent fonctionner à chaud ou dans un système électronique dans lequel il est nécessaire de chauffer le dispositif, au lieu de stabiliser sa température par chauffage et refroidissement. La présente invention repose sur la réalisation du fait qu'il est possible de modifier la structure du PST afin d'ajuster la température à laquelle il présente un fonctionnement de crête, tout en maintenant la résistivité électrique à une valeur suffisamment élevée pour que les tensions de polarisation nécessaires à un fonctionnement convenable ne provoquent pas un courant excessif de fuite, pouvant affecter le fonctionnement du dispositif. Ainsi, bien qu'on ait constaté selon l'invention que le remplacement d'une partie du plomb par une certaine quantité de bismuth (ou d'un matériau équivalent) réduisait la température de transition (T), le bismuth ayant une: c valence égale à trois a tendance à augmenter le nombre d'électrons libres dans la structure puisque le plomb a une valence de deux seulement La solution est l'addition d'une certaine quantité de potassium (ou d'un élément équivalent) ayant une valence de un afin que le nombre d'électrons libres soit réduit. On a constaté aussi qu'il était possible selon l'invention d'élever la température de transition (T) par remplacement d'une certaine partie du tantale par du niobium, tous deux ayant des valences égales à cinq Dans ce cas, la résistivité électrique reste inchangée. Ainsi, l'invention concerne un matériau ferroélec- trique comprenant du tantalate de plomb et de scandium dans lequel une proportion prédéterminée du plomb, du scandium ou du tantale est remplacée par un ou plusieurs autres éléments de manière que la température de transition T c varie de la quantité voulue, le matériau conservant sa résistivité électrique ou celle-ci n'étant pas réduite d'un facteur supérieur à 10 environ. PST est un oxyde ferroélectrique ayant une structure de réseau du type de la pérovskite On sait que de tels matériaux peuvent être facilement dopés, avec une large gamme d'oxydes métalliques, afin leurs propriétés élec- triques et notamment T soient réglées Le remplacement de c petites quantités de plomb par de l'uranium ou du bismuth a été étudié T a été réduite de la manière voulue, mais la résistivité électrique a été aussi réduite de 10 12-1013 n m pour PST à moins de 109 n m pour ces deux matières de dopage L'addition de Bi a été réalisée sous la forme: Pb 2 _ 3 y+x Bi 2 y(SC Ta)O 6 +x L'addition de Bi a modifié T et p de la manière c suivante (pour x = 0,1): y T ( C) p(Q m) O 28 10 2 _ 1013 0,02 12 - 0,05 6 9 108 L'addition de U a été réalisée sous la forme: Pb 2 +x(SC Ta)î_y Uy 06 +x L'addition de U a modifié T et p de la manière c suivante (pour x = 0,1): Y T ( C) p(Q m) c 0,02 21 5 108 Ces réductions de T sont utiles dans certains c dispositifs, notamment les détecteurs ayant de plus grandes zones élémentaires Cependant, la réduction de résistance pose un problème dans le cas des détecteurs de petites surfaces pour lesquels il est souhaitable que la résisti- vité soit suffisamment élevée pour que le bruit de gre- naille du courant de fuite i soit inférieur au bruit de L Johnson associé aux pertes diélectriques, c'est-à-dire ei L 10 l 2 m Comme la matière de dopage (trois dans le cas du bismuth, six dans le cas de l'uranium) diffère du matériau remplacé (le plomb ayant une valence deux ou Sc/Ta ayant une valence moyenne de quatre respectivement), ces matières de dopage ont tendance à donner des électrons au réseau et à augmen- ter la conductivité. L'invention concerne le remplacement du plomb dans PST, avec conservation de l'équilibre des valences, de manière que T soit réduit de façon réglable sans réduction de sa résistivité électrique et en particulier elle con- cerne le remplacement d'une partie du plomb par des quanti- tés molaires égales de bismuth et de potassium L'équilibre est réalisé entre le bismuth (valence trois) et le potas- sium (valence un). Selon l'invention, une autre composition d'une- céramique destinée à des détecteurs de bolomètres diélec-: triques est la suivante Pb 2 yx K y Biy Sc Ta O 6 x 2-2 y+x y y 6 +x y étant un nombre compris entre O et 0,20 et x étant un nombre compris entre O et 0,20 Une valeur de x supérieure à O donne un excès d'oxyde de plomb dans le matériau On sait que ceci est avantageux, à la fois pour la compensa- tion de la perte de plomb pendant la fabrication de la céramique et pour favoriser la formation de la phase pérovskite voulue La valeur y détermine la valeur de T c on a observé que T pouvait être estimée d'après la relation ( 25 650 y) OC pour O Tc était d'environ O O C La figure 2 représente la varia- tion de FD avec la température pour un champ de polarisa- tion appliqué de 5 106 V/m S'il l'on compare avec la figure 1, on peut noter que les configurations des deux courbes sont semblables de même que les valeurs de crête des facteurs de mérite, alors que la température optimale de travail, indiquée par la crête de F, a été réduite d'environ 50 O C à 25 O C Cette réduction correspond à la variation de Tc de 25 OC à O OC, si bien que, pour d'autres valeurs de y, la température optimale de fonctionnement, pour ce champ de polarisation, peut être prédite comme étant approximativement de la forme: ( 51 650 y) O C Par exemple, des mesures réalisées sur une céramique ayant une composition correspondant à x = 0, 14, y = 0,06 donnent une valeur de crête de FD à 14 OC, proche de la valeur prédite de 12 O C. D'autres matières de dopage peuvent être utilisées, avec conservation de l'équilibre des valences, par exemple par remplacement du potassium par du lithium, du sodium, du- rubidium ou du césium (qui ont tous une valence un) Il: 2 + faut noter que, alors que le remplacement de Pb par du bismuth réduit p car l'action est celle d'un donneur d'électrons, l'addition de K comme accepteur d'électrons augmente la résistivité à une valeur acceptable Dans un prolongement de ce principe, la compensation de la substi- 2 + 3 + tution formant donneur d'électrons de Pb par Bi 'peut être obtenue avec une substitution formant accepteur d'électrons pour Sc 3 /Ta 5 (avec une valence moyenne de 4 +) Ceci peut être obtenu par utilisation par exemple de 3 + M ou Fe Une composition à cet effet serait alors n Pb Bi (Sc Ta) Mn O avec z = 2 y 2-2 y+ x 2 y c T)î z 6 +x Pour que les performances soient les meilleures sur une large gamme de températures de fonctionnement, par exemple entre 40 et + 70 O C, PST et le matériau modifié par K Bi tire avantage d'une certaine stabilisation externe de la température lorsqu'un certain chauffage est réalisé aux températures les plus basses et un certain refroidisse- ment aux températures les plus élevées Le refroidissement est en général plus délicat à réaliser que le chauffage car il implique par exemple l'utilisation de dispositifs à effet Peltier. En conséquence, il est avantageux dans une certaine mesure de modifier PST pour accroître sa température de transition afin qu'aucun refroidissement ne soit néces- saire Un équilibre des valences est encore nécessaire pour l'obtention d'une résistivité électrique élevée Une modification convenable comprend le remplacement d'une partie du tantale par du niobium, ces deux éléments ayant des valences égales à 5. Le niobiate de plomb et de scandium, appelé PSN dans la suite, est connu pour avoir une température Tc d'environ O C, si bien qu'un mélange de PST et PSN a une tempéra- ture T comprise dans la plage allant de 25 à 120 OC. L'invention concerne un remplacement du tantale dans PST avec équilibre des valences, afin que Tc augmente de manière réglable sans dégradation de ses propriétés élec-: triques, en particulier par remplacement de tantale par une quantité molaire égale de niobium. Selon l'invention, la composition d'une céramique destinée à des détecteurs bolométriquès diélectriques est la suivante Pb 2 +x Sc Ta -W Nb WO 6 +x W étant un nombre compris entre O et 1,0 et x un nombre compris entre O et 0,20 La valeur de W détermine la valeur de T; on a observé que T pouvait être exprimée sous la forme ( 25 + 16 W + 80 W 2) Une telle céramique avec W = 0,40 et x = 0,10 a été fabriquée et évaluée électriquement La résistivité mesurée était d'environ 1,2 10 Q m et T était de 43 O C La c figure 3 représente la variation de FD avec la température lorsque le champ de polarisation appliqué est de 5 106 V/m. Par comparaison avec PST non modifié, la modifica- tion a à la fois augmenté la température optimale de fonctionnement, comme prévu, et accru marginalement la valeur de crête de FD' La température de crête FD était de 67 O C, correspondant à la température de mesure la plus élevée. Une autre substitution qui peut aussi augmenter T- est le remplacement de Sc/Ta par Ti de la manière suivante: Pb 2 +x (Sc Ta)1-z Tiz 6 +x PST avec K et Bi peut être facilement fabriqué sous forme d'un bloc céramique Par exemple, le procédé suivant a été utilisé pour la fabrication d'une céramique densifiée presque au maximum, avec une fine dimension granulaire, comprise entre 1 et 2 pm. 1 Pesée de quantités molaires égales de poudres de Sc 203 et Ta 205 de haute pureté, formation d'une suspension dans l'acétone, broyage pendant deux heures et séchage. 2 Réaction à 1 400-1 450 OC pendant deux heures à l'air afin que Sc Ta O se forme. 3 Broyage dans l'acétone comme indiqué précédemment pendant quatre heures, séchage et répétition de l'étape 2. 4 Pesée et addition de quantités molaires conve- nables de poudres de haute pureté de Pb O, Bi O et K 2 C 204 H 20, à un poids connu de Sc Ta O 4 broyage pendant six heures dans l'acétone et séchage. 5 Calcination du mélange par chauffage à 920 OC pendant trois heures à l'air. 6 Broyage pendant quatre heures dans l'acétone, séchage et tamisage de la poudre résultante. 7 Addition d'un liant organique, tel que le liant "Cranco" et formation d'une ébauche par compression à froid. 8 Chauffage de l'ébauche à 500 O C afin que le liant soit consumé puis à 1 200 O C pour pressage à chaud pendant six heures dans l'oxygène à une pression de 175 bars ( 2,5 tsi). On a constaté que cette opération convenait à des diamètres de bloc de 2 à 5 cm et à une épaisseur d'environ 1 cm La composition du bloc peut être réglée avec préci- sion au cours des étapes de pesée 1 et 4 La formation préliminaire de la phase Sc Ta O 4 (étapes 1 et 2) a été déterminée comme avantageuse pour la production de la structure voulue de pérovskite dans la céramique finale. On a observé que la céramique produite pouvait être améliorée par recuit supplémentaire Un exemple de pro- gramme est le suivant: chauffage à 1 150 OC à une vitesse de 300 'C/h. maintien à 1 150 OC pendant cent heures refroidissement à température ambiante à une vitesse de 300 'C/h. Le procédé peut être réalisé dans des conditions riches en plomb, données par une poudre intermédiaire telle que PST ou du zirconate de plomb afin que les pertes de plomb, qui est relativement volatil, soient évitées Cette opération de recuit ne provoque aucune croissance granu laire notable, mais n'augmente pas la netteté de la transi- tion ferroélectrique et provoque une amélioration du facteur de mérite FD Ceci est associé à un ordre accru du réseau cristallin, le recuit favorisant la formation d'une structure ayant des plans cristallins ( 111) de tantale et de scandium qui alternent. Le procédé de fabrication d'une céramique utilisé pour le PST modifié par Nb est analogue Dans l'étape 1, ur mélange de Nb O et Ta O en quantités molaires convenables il remplace Ta 205 Dans l'étape 4, aucune poudre de Bi 203 ou K 2 C 204 OH 20 n'est nécessaire Le recuit postérieur à la fabrication décrit précédemment est aussi particulièrement avantageux. Dans une autre approche pour la fabrication de ce matériau, de minces couches peuvent être formées sur un substrat convenable, l'épaisseur des couches convenant à l'application Dans le cas des détecteurs infrarouges, ceci peut nécessiter une épaisseur de l'ordre de 3 à 50 Iim. Toute une gamme de techniques de dépôt de couches de mélanges d'oxydes métalliques sont bien connues et peuvent être adaptées à ce matériau Des exemples sont le dépôt en solution, le dépôt chimique en phase vapeur et la pulvéri- sation cathodique L'attention est attirée sur notre demande de brevet en cours d'examen 8809955 1 (notre référence F 20477) qui décrit un procédé de fabrication de PST. Lors d'un dépôt en solution, des composés solubles des cations métalliques nécessaires sont synthétisés et mélangés dans des proportions nécessaires à la composition finale Des couches successives sont déposées sur le substrat, par évaporation du solvant et décomposition thermique des composés précités, jusqu'à ce que l'épaisseur nécessaire soit atteinte. Au cours du dépôt chimique en phase vapeur, des composés volatils des cations métalliques nécessaires sont synthétisés et sont évaporés et mélangés dans un courant- gazeux qui passe sur un substrat chauffé La croissance se produit par décomposition thermique des composés précités à la surface du substrat La composition du film déposé peut être réglée par ajustement des vitesses d'évaporation des composés métalliques. Au cours du dépôt par pulvérisation cathodique, le matériau est pulvérisé sur une cible convenable et* est déposé sur un substrat La cible peut être un bloc céra- mique et sa composition règle la composition du film déposé. Dans toutes ces techniques, une étape ultérieure de recuit thermique en atmosphère oxydante peut être avanta- geuse pour l'augmentation de la cristallinité du film Un exemple de température convenant à un tel recuit est compris entre 700 et 1 000 OC. La technique de formation d'un composé de tantalate de scandium, dans une étape intermédiaire de la fabrication de la céramique, peut être avantageuse dans toutes ces techniques de dépôt en couches couches Ceci peut être réalisé par dépôt de couches alternées de scandium-plus- tantale ou de scandium-plus-tantale-plus-niobium et de plomb-plusbismuth-plus-potassium, ou d'oxydes de plomb, avant diffusion accélérée thermiquement afin qu'un film homogène soit produit. Il est important que le substrat utilisé ne réagisse pas excessivement avec les matières du film mince, et ne dégrade pas les propriétés voulues, soit pendant le dépôt soit pendant les étapes ultérieures de recuit La crois- sance a été réalisée de manière satisfaisante sur l'alu- mine, le saphir, l'oxyde de magnésium et le nitrure d'alu- minium Il est possible d'utiliser des substrats plus réactifs protégés par une couche inerte de revêtement, par exemple par dépôt sur du silicium protégé par un mince film d'alumine. Un avantage possible à la fois du silicium et de l'oxyde de magnésium est qu'ils peuvent être facilement retirés par attaque chimique, par exemple par de l'hy- droxyde de potassium et de l'acide phosphorique respective- ment L'extraction sélective de régions du substrat permet l'isolement de zones d'un film mince de PST modifié avant un traitement ultérieur Ceci est avantageux dans les applications des détecteurs infrarouges car le substrat peut agir comme un radiateur l'enlèvement du substrat augmente l'isolation thermique du matériau du détecteur et augmente la sensibilité du détecteur, surtout aux basses fréquences. Un exemple particulier de fabrication sous forme d'un bloc céramique est donné dans la suite. Exemple de préparation de tantalate de plomb et de scandium dopé par du bismuth et du potassium Réaction préalable de poudre de Sc Ta O 4 On pèse 7,149 g de Sc 203 et 22,851 g de Ta 205 On broie au broyeur à boulets pendant deux heures dans l'acé- tone avec un milieu de broyage formé de Zr O 2 dans des pots de "polythène" On sèche et on tamise puis on fait réagir préalablement dans un creuset de A 1203 pendant deux heures à 1 450 O C dans l'air statique avec des vitesses de chauf- fage et de refroidissement de 300 OC/h On broie et on tamise avec un tamis à orifices d'environ 250 pm et on broie à nouveau au broyeur à boulets pendant quatre heures. On sèche et on tamise puis on fait réagir à nouveau pendant deux heures à 1 450 O C dans l'air statique, avec les mêmes vitesses de chauffage et de refroidissement On broie et on tamise avec un tamis à orifices de 250 pm. Préparation de la céramique Destinée à la préparation d'une céramique ayant la composition: Pb ( 1,05 x O,98)Bi 0,2 K 0,02 (Sc Ta)0 5 03 Fabrication de poudre On pèse 28,710 g de poudre de Sc Ta O 4 préparée comme décrit précédemment et on ajoute 45,487 g de Pb O, 0,923 g de Bi O et 0,364 g de K C O H O Ces quatre composés sont 23 224 2 alors broyés au broyeur à boulets dans l'acétone avec un. milieu de broyage de Zr O 2 dans du polyéthylène pendant six: heures. La suspension est séchée et tamisée avec un tamis à orifices de 250 pm La poudre est calcinée dans un creuset de A 1203 à 920 'C pendant trois heures dans l'air statique avec des vitesses de chauffage et de refroidissement de 300 O C/h, puis broyée et tamisée par un tamis à orifices de 250 ïim et broyée à nouveau au broyeur a boulets pendant quatre heures dans l'acétone Enfin, le matériau est séché et tamisé par un tamis à orifices de 100 pm La poudre résultante subit alors une addition de 5 % en poids d'une solution d'un agent liant acrylique du commerce pour céramique (c'est-à-dire "Cranco" de ICI) dilué par de l'acétone: L'ensemble est séché avec agitation de temps en temps pendant le séchage et, lorsqu'il est séché presque complètement, il est tamisé avec un tamis à orifices de 250,um et est séché de manière poussée. Fabrication de la céramique La poudre céramique et le liant sont d'abord com- primés à froid dans un moule comprenant une matrice et un poinçon formés d'acier à outil à froid, de dimension nécessaire Le bloc est placé dans un moule ayant une matrice et un poinçon de Si 3 N 4 laissant un espace d'envi- ron 3 mm tout autour, rempli de poudre de Al 203 fondue N O 60 (orifices de 250 pm), de la poudre plus grossière de A 1203 fondue N O 10 (orifices de 2 mm) étant placée à la partie supérieure et à la partie inférieure afin que l'extraction soit facilitée Le moule est alors placé dans un four réalisé en deux moitiés par des éléments de chauf- fage de Si C Le moule est supporté par un tube de A 1203, avec un tube latéral afin que 02 puisse circuler dans le moule pendant la compression à chaud La moitié du four est placée dans une presse hydraulique qui est initialement commandée manuellement pendant l'étape de compression à chaud Lorsque le moule de nitrure de silicium a été chargé de la poudre comprimée à froid, l'autre moitié du four est placée dans la presse et les deux moitiés de four sont serrées l'une contre l'autre Le four est chauffé avec un organe convenable de réglage de température à 500 'C, avec une vitesse de 300 OC/h Lorsque la température atteint 500 'C, elle est maintenue pendant deux heures afin que le liant organique soit brûlé Le courant de 02 commence à température ambiante et se poursuit jusqu'à ce que la température atteigne 1 200 'C Après deux heures à 500 'C, la température est portée à 1 200 'C à une vitesse de 600 'C/h Lorsque la température atteint 800 'C, la pres- sion maximale de compression de 175 bars ( 2,5 tsi) est appliquée La température de frittage de 1 200 OC est maintenue pendant six heures, et la pression de 175 bars ( 2,5 tsi) est aussi maintenue pendant cette période. La pression est alors supprimée et le four est refroidi à température ambiante à une vitesse de 100 'C/h. Après refroidissement, le moule est retiré et l'échantillon est extrait L'excès de A 1203 est retiré par frottement du bloc à l'aide de carborundum Le bloc céramique est alors enduit de cire et placé sur une plaque d'acier et les deux faces sont rectifiées à la meule diamantée jusqu'à ce que tout Al 203 ait été retiré L'échantillon est enfin fixé avec une cire sur un dispositif de montage et il est rectifié au diamètre nécessaire. REVENDICATIONS 1 Matériau ferroélectrique contenant du tantalate de plomb et de scandium, dans lequel une proportion prédé- terminée du plomb, du scandium ou du tantale est remplacée par un ou plusieurs autres éléments afin que la température de transition (T) soit modifiée de la quantité voulue, avec conservation de la résistivité électrique du matériau à la même valeur ou sans réduction de la résistivité électrique d'un facteur supérieur à plus de 10 environ. 2 Matériau ferroélectrique selon la revendication 1, dans lequel la température de transition est abaissée par remplacement par des quantités réglées de bismuth et d'un élément choisi parmi le potassium, le lithium, le sodium et Je césium. 3 Matériau ferroélectrique selon la revendication 2, dans lequel le matériau a la composition Pb Q Bi Sc Ta O 2-2 yx y y 6 ±x avec O césium. 4 Matériau ferroélectrique selon la revendication 1, dans lequel la température de transition du matériau est abaissée par incorporation de quanti-tés réglées de bismuth et de manganèse ou de fer. 5 Matériau ferroélectrique selon la revendication 4, dans lequel le matériau a la composition Pb 2-2 y+x B 2 y (Sc Ta)1 z Q O 6 z = 2 y, O choisi parmi le manganèse et le fer. 6 Matériau ferroélectrique selon la revendication 1, dans lequel la température de transition du matériau est élevée par incorporation de quantités réglées de niobium ou de titane. 7 Matériau ferroélectrique selon la revendication 6, dans lequel la composition du matériau est la suivante Pb 2 +x Sc Ta 1-w Qw 6 +x avec O avec O 8 Capteur électrique contenant un matériau ferro- électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9 Capteur électrique selon la revendication 8, formant un bolomètre diélectrique. 10 Bolomètre diélectrique contenant un matériau ferroélectrique qui contient du tantalate de plomb et de scandium dans lequel une quantité prédéterminée de plomb, de scandium ou de tantale est remplacée par un élément substituant destiné à modifier la température de transition du matériau avec conservation de la résistivité électrique du matériau à la même valeur ou sans réduction de cette résistivité d'une quantité telle que les tensions de polarisation nécessaires au fonctionnement du bolomètre ne créent pas un courant excessif de fuite pouvant affecter le fonctionnement du dispositif. 11 Procédé de formation d'un matériau ferroélec- trique de tantalate de plomb et de scandium, le procédé comprenant les étapes suivantes: (a) la disposition de quantités prédéterminées d'oxyde de scandium et d'oxyde de tantale, et la réaction de ces quantités mutuellement pendant une période prédéter- minée, à une température supérieure à 1 400 'C, afin que Sc Ta O 4 se forme, (b) l'addition d'une quantité prédéterminée d'oxyde de plomb à une quantité prédéterminée de Sc Ta O 4, le mélange de ces quantités, et la calcination du mélange par chauf- fage à une température comprise entre 800 1 000 O C afin que Pb Sc Ta O se forme, 2 ca 6 (c) la formation d'une ébauche de Pb 2 Sc Ta O 6 et la compression à chaud de l'ébauche pendant un temps prédéter- miné afin que la masse volumique du matériau de l'ébauche soit accrue. 12 Procédé selon la revendication 11, dans lequel, dans l'étape (a), des quantités molaires égales de Sc 203 et Ta 205 sont mises sous forme d'une suspension dans l'acé- tone, la suspension étant broyée et séchée. 13 Procédé selon la revendication 11 ou 12, dans lequel, dans l'étape (a), des quantités réglées d'oxyde de niobium et d'oxyde de titane sont ajoutées. 14 Procédé selon la revendication 11, dans lequel, pendant l'étape (a), Sc Ta O 4 qui est formé est broyé et séché puis chauffé à nouveau pendant une période prédéter- minée à une température supérieure à 1 400 OC. Procédé selon la revendication 11, dans lequel, pendant l'étape (a), le chauffage est réalisé à une tempé- rature comprise entre 1 400 et 1 450 OC. 16 Procédé selon la revendication 11, dans lequel, pendant l'étape (b), les quantités sont mélangées par broyage pendant une période prédéterminée dans l'acétone et par séchage. 17 Procédé selon la revendication 11, dans lequel, pendant l'étape (b), les quantités sont chauffées à une température d'environ 900 O C. 18 Procédé selon la revendication 11, dans lequel, pendant l'étape (b), des quantités prédéterminées de Bi 203 et K 2 C 204 20 sont ajoutées. 19- Procédé selon la revendication 1 1, dans lequel, pendant l'étape (b), des quantités prédéterminées d'oxyde de bismuth et d'oxydes choisis de manganèse, de fer, de potassium, de lithium, de sodium ou de césium sont ajoutées. Procédé selon la revendication 11, dans lequel, pendant l'étape (c), une ébauche est formée par addition d'un matériau liant et par pressage à froid qui forme une ébauche, et l'ébauche est chauffée à une température relativement basse afin que le matériau du liant soit brûlé et l'ébauche est ensuite chauffée à une température relati- vement élevée avec compression afin qu'une ébauche de densité accrue soit formée. 21 Procédé selon la revendication 20, dans lequel l'ébauche est comprimée à chaud à une température d'environ 1 200 OC pendant plusieurs heures dans l'oxygène à une pression supérieure à 70 bars ( 1 tsi). 22 Procédé selon la revendication 11, dans lequel le matériau ferroélectrique est recuit par chauffage progressif du matériau à une température d'environ 1 000 O C, maintien de la température pendant une période prédéterminée, puis refroidissement progressif du matériau. 23 Procédé selon la revendication 22, dans lequel le recuit est réalisé dans des conditions riches en plomb. 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