ジルコン酸チタン酸鉛 化學(xué)特性,用途語(yǔ),生産方法
解説
ジルコン酸チタン酸鉛略稱PZT(ピージーティー)．鉛，ジルコニウム，チタン，酸素からなるペロブスカイト型構(gòu)造の化合物で，Pb(ZrxTi1－x)O3(0 ＜ x ＜ 1)という化學(xué)式で表される．この物質(zhì)は沢口らにより1953年に発見(jiàn)された．その後，1954年にJaffeらにより高い圧電特性をもつことが明らかとなり，それ以降代表的な圧電材料として現(xiàn)在まで広く用いられている．PZTは，アメリカのClevite社の商品名であるが，この材料の一般的な名稱として定著している．また，PZTの中で，ジルコニウムやチタンといった四価のイオンを五価の金屬イオンで一部置換したものをとくにソフトPZT，一方，四価よりも小さな価數(shù)の金屬イオンで一部置換したものをハードPZTといい，応用に合わせて圧電特性のチューニングが行われている．PZTはこれまでセラミックスの形態(tài)でおもに圧電材料として用いられてきたが，今日では薄膜や厚膜の形態(tài)として，不揮発性メモリー材料や，マイクロマシンや次世代のシリコン微細(xì)加工に用いられるMEMS(micro electro mechanical systems)用のアクチュエータ材料としても大きな注目を集めている．
応用
PZTはその優(yōu)れた圧電特性により多岐にわたる産業(yè)分野で利用されています以下にその主な応用例をいくつか紹介します
展望
PZT及びその代替材料の研究は新しい科學(xué)的な発見(jiàn)と技術(shù)的な進(jìn)歩を促進(jìn)し続けていますこれらの材料のさらなる理解と改良によりより効率的で環(huán)境に優(yōu)しいデバイスの開(kāi)発が進(jìn)むことが期待されますまたナノテクノロジーの進(jìn)歩はPZT材料の性能を最適化し新しい応用領(lǐng)域を開(kāi)拓する大きな機(jī)會(huì)を提供しています
化學(xué)的特性
鉛ジルコネートチタネート化學(xué)式で表すとPbZrTiO通稱PZTはその獨(dú)特な電気機(jī)械的性質(zhì)から広範(fàn)囲にわたる応用が見(jiàn)られる重要なセラミック材料ですこの材料は鉛ジルコニウムチタニウム酸素から構(gòu)成され特定の比率で混合されていますPZTは強(qiáng)誘電性圧電性及び熱電性といった特性を持ちこれらの性質(zhì)は溫度やその他の外部條件によって変化することがあります
使用
Lead zirconate– titanate compositions display piezoelectric properties which are utilized in the production of FM-coupled mode filters, resonators in microprocessor clocks, photoflash actuators, phonograph cartridges, gas ignitors, audio tweeters and beepers, and ultrasonic transducers. The uses of other zirconium compounds result primarily from the ability of zirconium to complex with carboxyl groups and to form an insoluble organic compound.
安全性
鉛ジルコネートチタネートPZTの広範(fàn)な応用にもかかわらずその主成分の一つである鉛の毒性は環(huán)境と人の健康に対する懸念を引き起こしていますこのため研究者たちは非鉛ベースの代替材料の開(kāi)発に力を入れていますこれらの代替材料はPZTと同様の電気機(jī)械的特性を持ちつつ環(huán)境に優(yōu)しい成分から構(gòu)成されています
生産方法
PZTの製造過(guò)程は出発物質(zhì)の精密な計(jì)量混合焼結(jié)といったステップから構(gòu)成されます特にジルコニウムとチタニウムの比率はPZTの特性に大きく影響を及ぼすため製造過(guò)程で厳密に制御されます加工技術(shù)の進(jìn)歩によりP(guān)ZTはさまざまな形狀やサイズで製造され特定の応用に合わせて最適化されます
化學(xué)性質(zhì)
PZTの最も注目すべき特性の一つは圧電性ですこの性質(zhì)によりP(guān)ZTは電圧が加えられると物理的に変形する能力を持ち逆に物理的な力が加わると電圧を生じることができますこのユニークな特性はセンサーやアクチュエーター超音波発生器など多岐にわたるデバイスの基盤技術(shù)として利用されています
工業(yè)用途
Lead zirconate titanate, Pb(Zr
0.4Ti
0.3)O
3toPb(Zr
0.9Ti
0.1)O
3,is also known as PZT ceramics.It is used mainly in the manufacture of piezoelectricceramic elements.
The wide range of possible compositionsprovides a wide range of dielectric constantvalues, piezoelectric activity, and primary transitiontemperatures. These are normally greaterthan is possible with barium titanate. Smalladditions of niobium, strontium, barium, andantimony serve as modifiers.
Two techniques for producing PZT powdersare used today. Calcining (CMO) is themore common method of powder production,and the calcine is then formed and fired in itsfinal shape.
PZT is the most widely used polycrystallinepiezoelectric material. Its electrical output canmeasure pressure. It is used in hydrophones,which permit listening to sound transmittedthrough water.
ジルコン酸チタン酸鉛 上流と下流の製品情報(bào)
原材料
準(zhǔn)備製品