锆钛酸铅

锆钛酸铜名称IdentifiersProperties
Pb 最近，由于许多国家/地区的立法限制在商业产品中使用铅合金和化合物，人们大力推动寻找 PZT 的替代品。

作为压电材料，锆钛酸铅在被压缩时会在其两个面上产生电压（或电位差）（对传感器应用很有用），并且在施加外部电场时会物理改变形状（对执行器应用很有用）。 锆钛酸铅的相对介电常数范围为 300 至 20000，具体取决于取向和掺杂。

作为热电材料，这种材料在不断变化的温度条件下会在其两个表面产生电压差； 因此，锆钛酸铅可用作热传感器。 锆钛酸铅也是铁电性的，这意味着它具有自发的电极化（电偶极子），在电场存在的情况下可以反转。

该材料在 x = 0.52 附近的准同相相界 (MPB) 处具有非常大的相对介电常数。

一些配方在至少 250 kV/cm（25 MV/m）之前是欧姆的，之后电流随场强呈指数增长，然后达到雪崩击穿； 但锆钛酸铅表现出随时间变化的介电击穿——击穿可能在恒压应力下几分钟或几小时后发生，具体取决于电压和温度，因此其介电强度取决于测量它的时间尺度。 其他配方的介电强度在 8–16 MV/m 范围内测量。

基于钛酸铅的材料是陶瓷电容器和 STM/AFM 致动器（管）的组件。

锆钛酸铅用于制造超声波换能器和其他传感器和执行器，以及高价值的陶瓷电容器和FRAM芯片。 锆钛酸铅也用于制造陶瓷谐振器，用于电子电路中的参考定时。

在商业上，它通常不以其纯形式使用，而是掺杂了产生氧（阴离子）空位的受体或产生金属（阳离子）空位并促进材料中畴壁运动的供体。 通常，受体掺杂产生硬锆钛酸铅，而供体掺杂产生软锆钛酸铅。 硬质和软质锆钛酸铅的压电常数通常不同。 压电常数与极化或每单位机械应力产生的电场成正比，或者与施加的每单位电场产生的机械应变成正比。 一般来说，软质锆钛酸铅具有较高的压电常数，但由于内耗而在材料中损失较大。 在硬质锆钛酸铅中，畴壁运动被杂质牵制，从而降低了材料中的损耗，但代价是压电常数降低。

一种常被研究的化学成分是 PbZr_{0.52Ti0.48O3 . 在 x = 0.52 附近增加的压电响应和极化效率是由于 MPB 处允许的域状态数量增加。 在此边界处，来自四方相 ⟨100⟩ 的 6 种可能畴态和来自菱面体相 ⟨111⟩ 的 8 种可能畴态在能量上同样有利，从而允许最多 14 种可能的畴态。</sub >}

与结构相似的钽酸铅钪和钛酸锶钡一样，锆钛酸铅可用于制造热像仪的非制冷凝视阵列红外成像传感器。 使用薄膜（通常通过化学气相沉积获得）和块状结构。