鋯鈦酸鉛
編輯鋯鈦酸銅名稱IdentifiersProperties
Pb 最近,由于許多國家/地區的立法限制在商業產品中使用鉛合金和化合物,人們大力推動尋找 PZT 的替代品。
電瓷特性
編輯作為壓電材料,鋯鈦酸鉛在被壓縮時會在其兩個面上產生電壓(或電位差)(對傳感器應用很有用),并且在施加外部電場時會物理改變形狀(對執行器應用很有用)。 鋯鈦酸鉛的相對介電常數范圍為 300 至 20000,具體取決于取向和摻雜。
作為熱電材料,這種材料在不斷變化的溫度條件下會在其兩個表面產生電壓差; 因此,鋯鈦酸鉛可用作熱傳感器。 鋯鈦酸鉛也是鐵電性的,這意味著它具有自發的電極化(電偶極子),在電場存在的情況下可以反轉。
該材料在 x = 0.52 附近的準同相相界 (MPB) 處具有非常大的相對介電常數。
一些配方在至少 250 kV/cm(25 MV/m)之前是歐姆的,之后電流隨場強呈指數增長,然后達到雪崩擊穿; 但鋯鈦酸鉛表現出隨時間變化的介電擊穿——擊穿可能在恒壓應力下幾分鐘或幾小時后發生,具體取決于電壓和溫度,因此其介電強度取決于測量它的時間尺度。 其他配方的介電強度在 8–16 MV/m 范圍內測量。
使用
編輯基于鈦酸鉛的材料是陶瓷電容器和 STM/AFM 致動器(管)的組件。
鋯鈦酸鉛用于制造超聲波換能器和其他傳感器和執行器,以及高價值的陶瓷電容器和FRAM芯片。 鋯鈦酸鉛也用于制造陶瓷諧振器,用于電子電路中的參考定時。
在商業上,它通常不以其純形式使用,而是摻雜了產生氧(陰離子)空位的受體或產生金屬(陽離子)空位并促進材料中疇壁運動的供體。 通常,受體摻雜產生硬鋯鈦酸鉛,而供體摻雜產生軟鋯鈦酸鉛。 硬質和軟質鋯鈦酸鉛的壓電常數通常不同。 壓電常數與極化或每單位機械應力產生的電場成正比,或者與施加的每單位電場產生的機械應變成正比。 一般來說,軟質鋯鈦酸鉛具有較高的壓電常數,但由于內耗而在材料中損失較大。 在硬質鋯鈦酸鉛中,疇壁運動被雜質牽制,從而降低了材料中的損耗,但代價是壓電常數降低。
品種
編輯一種常被研究的化學成分是 PbZr0.52Ti0.48O3 . 在 x = 0.52 附近增加的壓電響應和極化效率是由于 MPB 處允許的域狀態數量增加。 在此邊界處,來自四方相 ?100? 的 6 種可能疇態和來自菱面體相 ?111? 的 8 種可能疇態在能量上同樣有利,從而允許最多 14 種可能的疇態。</sub >
與結構相似的鉭酸鉛鈧和鈦酸鍶鋇一樣,鋯鈦酸鉛可用于制造熱像儀的非制冷凝視陣列紅外成像傳感器。 使用薄膜(通常通過化學氣相沉積獲得)和塊狀結構。
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