Blei-Zirkonat-Titanat

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Kristallstruktur
Perowskitstruktur von PZT
Allgemeines
Name Blei-Zirkonat-Titanat
Andere Namen

Bleititanzirkonoxid

Verhältnisformel (Pb[ZrxTi1−x]O3 0≤x≤1)
Kurzbeschreibung

silbrig-weißer geruchloser Feststoff[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12626-81-2
EG-Nummer 235-727-4
ECHA-InfoCard 100.032.467
PubChem 159452
Wikidata Q883484
Eigenschaften
Molare Masse 303,06–346,42 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

7,5–8,0 g·cm−3[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
07 – Achtung 08 – Gesundheitsgefährdend 09 – Umweltgefährlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 360​‐​373​‐​410​‐​302​‐​332
P: 260​‐​261​‐​281​‐​304+340​‐​405​‐​501 [1]
Zulassungs­verfahren nach REACH

besonders besorgnis­erregend[3]: fortpflanzungs­gefährdend (CMR)

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Phasendiagramm von PZT in Abhängigkeit von Temperatur und Mischverhältnis. P ist dabei der dielektrische Polarisationsvektor (spontane Polarisation).

Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) ist ein Stoffverbund aus Blei (Pb), Sauerstoff (O) und Titan (Ti) oder Zirconium (Zr) und gehört zu der Familie der Ferroelektrika.

Die Bleiatome sind in einer kubischen Raumstruktur angeordnet. Blei-Zirkonat-Titanat liegt für gewöhnlich, ebenso wie das ihm sehr ähnliche Bariumtitanat, als Perowskit vor. Mehrere Sauerstoffatome kubisch-flächenzentriert und ein Titan- bzw. Zirconiumatom „pseudo-kubisch-raumzentriert“ angeordnet, d. h. dass das Titanatom oberhalb der Curietemperatur tatsächlich die beschriebene kubisch-raumzentrierte Position einnimmt. Bei Temperaturen unterhalb der Curietemperatur (je nach Titananteil ungefähr zwischen 230 und 500 K) wandert das Titanatom etwas aus seiner zentralen Lage heraus und das zuvor elektrisch neutrale Gitter wird zu einem Dipol. Dieses Dipol-Gitter weist nun piezoelektrische Eigenschaften auf und gilt zurzeit als eines der kostengünstigsten Materialien zur Herstellung leistungsfähiger Piezoaktoren. PZT wird auch bevorzugt als Speicherelement eines ferroelektrischen RAM verwendet.

PZT als Piezokeramik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hysteresekurve von dotierten PZT-Keramiken. Aufgetragen ist die Polarisation P über die angelegte elektrische Feldstärke E.

Die Eigenschaften eines PZT-Werkstoffes lassen sich zusätzlich durch den Einbau von Fremdatomen (Dotierung) modifizieren. Besondere Wichtigkeit für Piezokeramiken besitzt dabei die Polarisierbarkeit bei unterschiedlichen elektrischen Feldstärken. Durch die Dotierung entstehen sogenannte harte und weiche Keramiken, die sich in ihrer Hysteresekurve unterscheiden. Weiche PZT-Materialien zeichnen sich durch hohe Remanenz aus, sie zeigen jedoch bereits bei einer geringeren Feldstärke, der sogenannten Koerzitivfeldstärke, eine Änderung der Polarisationsrichtung. Bei harten PZT-Werkstoffen ist das Umgekehrte der Fall: die weissschen Bezirke, auch Domänen genannt, lassen sich schwerer durch elektrische Felder verändern. Das Material ist also schwerer formbar (härter).

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c Datenblatt Lead zirconium titanium oxide sputtering target, 50.8mm (2.0in) dia x 3.18mm (0.125in) thick, 99.9% (metals basis) bei AlfaAesar, abgerufen am 24. Juni 2013 (PDF) (JavaScript erforderlich).
  2. Reade: Lead Zirconate Titanate (PZT) (Memento des Originals vom 23. Juni 2013 im Internet Archive) i Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.reade.com
  3. Eintrag zu CAS-Nr. 12626-81-2 in der SVHC-Liste der Europäischen Chemikalienagentur, abgerufen am 17. Juli 2014.