Войти
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название IUPAC Титанат циркония свинца | |
| Другие имена Свинец-титанат циркония | |
| Идентификаторы | |
| Номер CAS | |
| 3D-модель (JSmol ) | |
| ECHA InfoCard | 100.032.467  |
| Номер EC |
|
| PubChem CID | |
| CompTox Dashboard (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБКИ
| |
| Свойства | |
| Химические формула | Pb [Zr xTi 1 − x ]O 3(0≤x≤1) |
| Молярная масса | от 303,065 до 346,4222 г / моль |
| Опасности | |
| Пиктограммы GHS |    |
| Сигнальное слово GHS | Опасно |
| Краткая характеристика опасности GHS | H302, H332, H360, H373, H400, H410 |
| Меры предосторожности GHS | P201, P202, P260, P261, P264, P270, P271, P273, P281, P301 + 312, P304 + 312, P304 + 340, P308 + 313, P312, P314, P330, P391, P405, P501 |
| Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа | |
 Y (что такое ?) | |
| Ссылки в информационном окне | |
Цирконат титанат свинца - это неорганическое соединение с химической формулой Pb [Zr xTi 1 − х ]O 3(0≤x≤1). Также называемый титанатом циркония, это керамический перовскит материал, который демонстрирует отмеченный пьезоэлектрический эффект, означающий, что соединение меняет форму при приложении электрического поля. Он используется в ряде практических приложений, таких как ультразвуковые преобразователи и пьезоэлектрические резонаторы. Это твердое вещество от белого до кремового цвета.
Титанат свинца-циркония был впервые разработан примерно в 1952 году в Токийском технологическом институте. По сравнению с титанатом бария, ранее обнаруженным пьезоэлектрическим материалом на основе оксида металла, титанат циркония свинца обладает большей чувствительностью и имеет более высокую рабочую температуру. Благодаря своей физической прочности, химической инертности, адаптируемости и относительно низкой стоимости производства, это одна из наиболее часто используемых пьезокерамических материалов.
Будучи пьезоэлектрическим, цирконат-титанат свинца вырабатывает напряжение (или разность потенциалов) на двух своих грани при сжатии (полезно для сенсорных приложений) и физически меняют форму при приложении внешнего электрического поля (полезно для приводов). относительная диэлектрическая проницаемость цирконата-титаната свинца может находиться в диапазоне от 300 до 20000, в зависимости от ориентации и легирования.
Будучи пироэлектрическим, этот материал создает разность напряжений на двух его грани при изменении температурного режима; следовательно, цирконат-титанат свинца можно использовать в качестве теплового датчика. Цирконат-титанат свинца также является сегнетоэлектриком, что означает, что он имеет спонтанную электрическую поляризацию (электрический диполь ), которая может быть обращена вспять в присутствии электрического поля.
Материал имеет чрезвычайно большую относительную диэлектрическую проницаемость на морфотропной фазовой границе (MPB) около x = 0,52.
Некоторые составы являются омическими до тех пор, пока не менее 250 кВ / см (25 МВ / м), после чего ток экспоненциально возрастает с увеличением напряженности поля, прежде чем достигнет лавинного пробоя ; но титанат цирконата свинца демонстрирует зависящий от времени пробой диэлектрика - пробой может произойти при постоянном напряжении через несколько минут или часов, в зависимости от напряжения и температуры, поэтому его электрическая прочность зависит от шкалы времени, в которой она измеряется. Другие составы имеют диэлектрическую прочность, измеренную в диапазоне 8–16 МВ / м.
Ультразвуковой преобразователь на основе цирконата-титаната свинца Материалы на основе цирконата-титаната свинца являются компонентами ультразвука преобразователи и керамические конденсаторы, СТМ / АСМ актуаторы (трубки).
Цирконат-титанат свинца используется для изготовления ультразвуковых преобразователей и других датчиков и исполнительных механизмов, а также номинальные керамические конденсаторы и микросхемы FRAM. Цирконат-титанат свинца также используются в производстве керамических резонаторов для опорного времени в электронных схемах. В 1975 году Sandia National Laboratories создали защитные очки с PZLT для защиты экипажа от ожогов и слепоты в случае ядерного взрыва. Линзы PLZT могут стать непрозрачными менее чем за 150 микросекунд.
В промышленных масштабах он обычно не используется в чистом виде, скорее он легирован либо акцепторами, которые создают кислородные (анионные) вакансии, либо донорами, которые создают металлические (катионные) вакансии. и облегчить движение доменной стенки в материале. Обычно акцепторное легирование создает твердый цирконат-титанат свинца, а донорное легирование создает мягкий титанат цирконата свинца. Твердый и мягкий титанат цирконата свинца обычно различаются по своим пьезоэлектрическим постоянным. Пьезоэлектрические постоянные пропорциональны поляризации или электрическому полю, создаваемому на единицу механического напряжения, или, альтернативно, представляют собой механическую деформацию, создаваемую на единицу приложенного электрического поля. В общем, мягкий титанат цирконата свинца имеет более высокую пьезоэлектрическую постоянную, но большие потери в материале из-за внутреннего трения. В твердом цирконате-титанате свинца движение доменных стенок фиксируется примесями, что снижает потери в материале, но за счет снижения пьезоэлектрической постоянной.
Один из наиболее часто изучаемых химических составов - Pb Zr 0,52 Ti 0,48 O 3. Повышенный пьезоэлектрический отклик и эффективность опроса вблизи x = 0,52 обусловлены увеличением числа допустимых доменных состояний в MPB. На этой границе 6 возможных доменных состояний из тетрагональной фазы 100⟩ и 8 возможных доменных состояний из ромбоэдрической фазы ⟨111⟩ одинаково выгодны энергетически, что позволяет максимально 14 возможных состояний домена.
Подобно аналогичному по структуре танталату скандия свинца и титанату стронция бария, титанат цирконата свинца может использоваться для производства неохлаждаемой исходной матрицы датчики инфракрасного изображения для тепловизоров. Используются как тонкая пленка (обычно получаемая посредством химического осаждения из паровой фазы ), так и объемные структуры. Формула используемого материала обычно приближается к Pb 1,1 (Zr 0,3 Ti 0,7)O3(так называемый цирконат-титанат свинца 30/70). Его свойства могут быть изменены путем легирования его с лантаном, что дает легированный лантаном титанат свинца-циркония (титанат цирконата свинца, также называемый титанатом циркония лантана свинца ), с формула Pb 0,83 La 0,17 (Zr 0,3 Ti 0,7) 0,9575 O3(цирконат-титанат свинца 17/30 / 70).
