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PZT，PZT陶瓷具有哪兩種物理效應(yīng)

來(lái)源：整理 時(shí)間：2023-08-19 21:31:59 編輯：智能門(mén)戶 手機(jī)版

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1，PZT陶瓷具有哪兩種物理效應(yīng)

PZT薄膜具有明顯的正壓電效應(yīng)和負(fù)壓電效應(yīng)當(dāng)它用于傳感器的制作時(shí)，具有高的靈敏度和低電噪聲；用于驅(qū)動(dòng)器的制作時(shí)具有很高的響應(yīng)速度和較大的輸出應(yīng)力。所以它被廣泛應(yīng)用于電子、光學(xué)、微機(jī)械、各種壓電功能器件和微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）等領(lǐng)域，例如用于懸臂梁驅(qū)動(dòng)器、原子力顯微鏡、超聲微馬達(dá)等方面
壓電陶瓷是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料-壓電效應(yīng),壓電陶瓷除具有壓電性外, 還具有介電性、彈性等, 已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達(dá)等。壓電陶瓷利用其材料在機(jī)械應(yīng)力作用下，引起內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對(duì)位移而發(fā)生極化，導(dǎo)致材料兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷即壓電效應(yīng)而制作，具有敏感的特性

PZT陶瓷具有哪兩種物理效應(yīng)

2，pzt材料在聲發(fā)射傳感器中的優(yōu)勢(shì)

飛秒檢測(cè)發(fā)現(xiàn)PZT 是壓電蜂鳴片的簡(jiǎn)稱，由壓電陶瓷制成，對(duì)其施加振蕩電壓時(shí)，會(huì)發(fā)出響亮的聲音，可用于電子手表、計(jì)算器、玩具、門(mén)鈴等。PZT是PbZrO3和PbTiO3的固溶體，具有鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)。PbTiO3和PbZrO3是鐵電體和反鐵電體的典型代表，因?yàn)閆r和Ti屬于同一副族，PbTiO3和PbZrO3具有相似的空間點(diǎn)陣形式，但兩者的宏觀特性卻有很大的差異，鈦酸鉛為鐵電體，其居里溫度為492℃，而鋯酸鉛卻是反鐵電體，居里溫度為232℃。研究PbTiO3和PbZrO3的固溶體后發(fā)現(xiàn)PZT具有比其它鐵電體更優(yōu)良的壓電和介電性能，PZT以及摻雜的PZT系列鐵電陶瓷成為近些年研究的焦點(diǎn)。PZT作為一種性能優(yōu)異的鐵電材料，具有良好的介電、鐵電、壓電、熱釋電等效應(yīng)，早已應(yīng)用于非揮發(fā)性動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的制作，在電子材料中具有重要地位。近年來(lái)，隨著微機(jī)電系統(tǒng)的迅速發(fā)展，PZT鐵電薄膜因?yàn)榫哂懈邏弘姵?shù)和高機(jī)電耦合系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)而受到了大家的普遍重視，被廣泛應(yīng)用于微型傳感器與微型驅(qū)動(dòng)器，如：微鏡、微壓電懸臂梁、微馬達(dá)、微加速度計(jì)等的制作，已成為微機(jī)電系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的傳感和驅(qū)動(dòng)材料之一。

pzt材料在聲發(fā)射傳感器中的優(yōu)勢(shì)

3，什么是PZT4材料

PZT-4是用鈣、鍶或鋇置換部分的鉛，用錫置換鋯而做出的一種材料，居里點(diǎn)降低，電容率增大。 PZT是鋯鈦酸鉛壓電陶瓷的簡(jiǎn)稱，它是鈦酸鉛和鋯酸鉛固溶體為基的組成物，其居里點(diǎn)在300-400攝氏度之間，在較大的溫度范圍內(nèi)比較穩(wěn)定，作為換能器材料，其壓電效應(yīng)顯著。PZT是PbZrO3和PbTiO3的固溶體，具有鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)。PbTiO3和PbZrO3是鐵電體和反鐵電體的典型代表，因?yàn)閆r和Ti屬于同一副族，PbTiO3和PbZrO3具有相似的空間點(diǎn)陣形式，但兩者的宏觀特性卻有很大的差異，鈦酸鉛為鐵電體，其居里溫度為492℃，而鋯酸鉛卻是反鐵電體，居里溫度為232℃，如此大的差異引起了人們的廣泛關(guān)注。研究PbTiO3和PbZrO3的固溶體后發(fā)現(xiàn)PZT具有比其它鐵電體更優(yōu)良的壓電和介電性能，PZT以及摻雜的PZT系列鐵電陶瓷成為近些年研究的焦點(diǎn)。
鋯鈦酸鉛
PZT是鋯鈦酸鉛壓電陶瓷的簡(jiǎn)稱，它是鈦酸鉛和鋯酸鉛固溶體為基的組成物，其居里點(diǎn)在300-400攝氏度之間，在較大的溫度范圍內(nèi)比較穩(wěn)定，作為換能器材料，其壓電效應(yīng)顯著。PZT-4是用鈣、鍶或鋇置換部分的鉛，用錫置換鋯而做出的一種材料，居里點(diǎn)降低，電容率增大。

什么是PZT4材料

4，PZT薄膜為什么不能用直流濺射

因?yàn)镻ZT本身不導(dǎo)電,所以必須使用RF濺射.PZT壓電陶瓷(鋯鈦酸鉛)是將二氧化鉛、鋯酸鉛、鈦酸鉛在1200度高溫下燒結(jié)而成的多晶體。 P是鉛元素Pb的縮寫(xiě)，Z是鋯元素Zr的縮寫(xiě)，T是鈦元素Ti的縮寫(xiě) 鋯鈦酸鉛陶瓷通常簡(jiǎn)稱為PZT陶瓷，這種壓電陶瓷目前被廣泛應(yīng)用。 它是PbZrO3和PbTiO3的固溶體，具有鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)。PbTiO3和PbZrO3是鐵電體和反鐵電體的典型代表，因?yàn)閆r和Ti屬于同一副族，PbTiO3和PbZrO3具有相似的空間點(diǎn)陣形式，但兩者的宏觀特性卻有很大的差異，鈦酸鉛為鐵電體，其居里溫度為492℃，而鋯酸鉛卻是反鐵電體，居里溫度為232℃，如此大的差異引起了人們的廣泛關(guān)注。研究PbTiO3和PbZrO3的固溶體后發(fā)現(xiàn)PZT具有比其它鐵電體更優(yōu)良的壓電和介電性能，PZT以及摻雜的PZT系列鐵電陶瓷成為近些年研究的焦點(diǎn)
鍍膜氣壓在直流磁控濺射最好的為0.3-0.5pa之間，這時(shí)候電子的壽命和濺射速率達(dá)到最佳。這里說(shuō)的鍍膜氣壓是指的氬氣的流量在真空鍍膜時(shí)的效果。所以氬氣流量可以知道了。至于氮?dú)饬髁烤鸵茨阋氖鞘裁礃拥哪樱绻羌儍舻牡铮蔷驮谡{(diào)節(jié)電壓的過(guò)程中，電壓達(dá)到一個(gè)值后迅速下降之前，此時(shí)的氮?dú)饬髁孔畲?，這時(shí)候的濺射速率最大，產(chǎn)生的膜層也就快。。

5，pzt壓電陶瓷是直流器件還是交流器件

壓電陶瓷是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料-壓電效應(yīng),壓電陶瓷除具有壓電性外, 還具有介電性、彈性等, 已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達(dá)等。壓電陶瓷利用其材料在機(jī)械應(yīng)力作用下，引起內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對(duì)位移而發(fā)生極化，導(dǎo)致材料兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷即壓電效應(yīng)而制作，具有敏感的特性
壓電常數(shù)(piezoelectric constant)是壓電體把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑虬央娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的轉(zhuǎn)換系數(shù)。它反映壓電材料彈性（機(jī)械）性能與介電性能之間的耦合關(guān)系。選擇不同的自變量（或者說(shuō)測(cè)量時(shí)選用不同的邊界條件），可以得到四組壓電常數(shù)d、g、e、h，其中較常用的是壓電常數(shù)d。 其中壓電常數(shù)d33是表征壓電材料性能的最常用的重要參數(shù)之一，一般陶瓷的壓電常數(shù)越高，壓電性能越好。下標(biāo)中的第一個(gè)數(shù)字指的是電場(chǎng)方向，第二個(gè)數(shù)字指的是應(yīng)力或應(yīng)變的方向，“33”表示極化方向與測(cè)量時(shí)的施力方向相同。當(dāng)沿極化方向（z軸）施加壓應(yīng)力t3時(shí)，在電極面a3上產(chǎn)生的電荷密度σ3 ＝ d33t3。在mksq制中，電位移d3 ＝σ3，則 d3 ＝ d33t3 同理，沿x軸和y軸分別施加機(jī)械應(yīng)力t1和t2，在電極面a3上所產(chǎn)生的電位移為：d3 ＝ d31t1，d3 ＝ d32t2。若晶體同時(shí)受到t1，t2和t3的作用，電位移和應(yīng)力關(guān)系為： d3 ＝ d31t1＋d32t2＋d33t3 對(duì)于用來(lái)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)式振動(dòng)的材料來(lái)說(shuō)，希望具有大的壓電常數(shù)d。希望對(duì)你有用~~

6，誰(shuí)能提供下關(guān)于PZT材料結(jié)構(gòu)和制備原理方面的東西

PZT第一性原理計(jì)算及其鐵電性能研究 【摘要】： 與傳統(tǒng)的EEPROM和FLASH揮發(fā)性存儲(chǔ)器相比,非揮發(fā)性鐵電存儲(chǔ)器(FeRAM)具有抗輻射、低功耗、快速讀寫(xiě)操作、低操作電壓等優(yōu)異特性,從而更適合嵌入式應(yīng)用的要求。本論文對(duì)應(yīng)用于鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器的關(guān)鍵組成部分——PZT鐵電薄膜進(jìn)行了第一性原理計(jì)算以及對(duì)PZT薄膜電容制備工藝和性能上進(jìn)行了研究。 采用第一性原理的方法計(jì)算了PTO順電相和鐵電相,不同Zr/Ti比的PZT鐵電相,和PZO順電相、鐵電相和反鐵電相的電子結(jié)構(gòu)。第一性原理對(duì)PTO、PZT與PZO不同相總能量的計(jì)算結(jié)果表明,在低溫PTO、PZT處于鐵電相,PZO處于反鐵電相是由能量最小原理決定。PTO、PZT和PZO電子結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果表明,B位Ti3d,Zr4d與O2p電子存在強(qiáng)烈的雜化,并且Ti與O的雜化強(qiáng)度大于Zr與O的雜化強(qiáng)度,鐵電相雜化強(qiáng)度大于順電相雜化強(qiáng)度;A位Pb6s與O2p同樣存在較強(qiáng)的雜化,這種雜化在鐵電相時(shí)表現(xiàn)最強(qiáng)烈。從PZT能帶的組成來(lái)看,在價(jià)帶以下部分,主要由Pb原子電子能級(jí)組成;在價(jià)帶底部主要由Ti,Zr原子與O原子的雜化能級(jí)組成,價(jià)帶頂主要由O原子能級(jí)組成;在導(dǎo)帶底主要由Ti與O的雜化能級(jí)組成。隨著Ti原子比例增大,鐵電相PZT中B位與O的雜化強(qiáng)度增大,說(shuō)明鐵電性增強(qiáng),但是能隙變小,漏電流將變大。 根據(jù)PZT鐵電材料的自身特性、工藝制備和理論計(jì)算結(jié)果,確定了摻Ta1%的PZT(PbZr0.3Ti0.69Ta0.01O3,PTZT)是較為理想的嵌入式鐵電存儲(chǔ)器用材料。使用固相反應(yīng)法制備了LSMO靶材、PbO靶材和Pb過(guò)量20%的純鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的PTZT靶材。通過(guò)對(duì)TiO2,PbO和LSMO不同緩沖層制備的PTZT鐵電薄膜結(jié)構(gòu)、鐵電性能和疲勞特性的分析指出,在高溫濺射LSMO作為緩沖層的PTZT鐵電薄膜是能夠滿足鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器要求的。Pt/LSMO/PTZT/LSMO/Pt/TiO2 /SiO2/Si是一種優(yōu)化的,適用于鐵電存儲(chǔ)器的鐵電薄膜結(jié)構(gòu)。從不同LSMO緩沖層厚度的PTZT鐵電薄膜的性能分析指出LSMO緩沖層厚度在約20nm左右時(shí),薄膜的鐵電性能和疲勞特性最好。 通過(guò)對(duì)PTZT層的濺射氣壓、基片溫度、后期退火工藝和濺射氧偏壓對(duì)LSMO/PTZT/LSMO三明治薄膜結(jié)構(gòu)鐵電性能的分析指出,較優(yōu)的制備PTZT薄膜電容的工藝條件是:濺射工作氣壓1.5Pa,基片溫度200oC,濺射氣氛為純Ar氣,退火溫度為650度,退火時(shí)間為20分鐘。 在Pt襯底上成功地制備了直徑為75mm的LSMO/PTZT/LSMO鐵電薄膜,測(cè)試了薄膜的表面和截面形貌以及薄膜鐵電性能和介電常數(shù)。研究結(jié)果表明,薄膜表面致密、平整,厚度均勻(偏差在3.5%以內(nèi));最大電壓12V測(cè)量的剩余極化平均值約為52.6μC/cm2,矯頑場(chǎng)平均值為2V(偏差在3.5%以內(nèi)),經(jīng)109開(kāi)關(guān)極化后,名義剩余極化強(qiáng)度平均值約為初始極化的90%(偏差在2.8%);薄膜的介電常數(shù)隨頻率的增加而減小,但1MHz后下降的趨勢(shì)變得緩慢。 基于極化反轉(zhuǎn)物理行為建立了關(guān)于鐵電電容極化與外加電場(chǎng)的唯象物理模型。在此模型中,通過(guò)一些合理的近似假設(shè),推得一微分方程,這一方程不但能很好地描述飽和與非飽和電滯回線以及回線間的轉(zhuǎn)換,并能準(zhǔn)確模擬各種條件下的極化情況。用此模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和已報(bào)告的文獻(xiàn)上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了模擬,結(jié)果具有很好的一致性。說(shuō)明該模型對(duì)飽和電滯回線,以及非飽和、輸入電壓中途轉(zhuǎn)向的電滯回線都能進(jìn)行很好的仿真。 不好意思，這不算回答，但希望對(duì)你有用
文章TAG：陶瓷具有兩種物理PZT

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