聚合物世界的博文:理光开发出无铅高性能压电材料和电极材料 ...

热度 7已有 625 次阅读2012-10-17 16:37 | 材料, 电极, 开发

  理光宣布,开发出了极化特性可与锆钛酸铅(PbZrO3-PbTiO3:PZT)相媲美的无铅(Pb)压电材料和以溶胶-凝胶法使高品质结晶在Si基板上与电极一同形成的技术。 
  PZT是致动器等很多压电元件采用的材料。但因要使用Pb,因此很多厂家都致力于开发不使用Pb的替代材料。此次理光开发的“BaTiO3-BaSnO3:BSnT”是在钛酸钡(BaTiO3)中添加一定量的锡(Sn)制成的。BaTiO3作为最有望代替PZT的材料其研究很盛行。理光称在BaTiO3中添加Sn,是在调查PZT的结构中得到的启发。 
  众所周知,PZT表示出高极化特性,是在PbZrO3与PbTiO3的混合比例达到“准同型相界(MPB)”构成之时。MPB是材料中混合有多种结晶结构的状态。不过,目前尚未弄清为何在MPB状态下极化特性高。对此,存在因材料应力而发生形变时,应力的方向依赖性难以表现出来的假说。 
  已有在BaTiO3基础上添加各种材料,以再现无铅MPB构成的尝试。此次,理光选择Sn作为添加材料,结果发现极化特性与PZT相当。 
  BSnT如果不在1000℃或更高的温度下煅烧,就无法得到粒径足够大的结晶。但是,电极材料大多不耐1000℃的高温,会在电极层上出现孔而出现较大的凹凸。对此,理光开发出了金属类能耐1000℃高温的下部电极材料。材料成分尚未公开,不过该公司称,即使在1000℃下煅烧60分钟,电极也未出现小孔,表面形状依然平坦。 (记者:野泽 哲生) 

 
图:与PZT的结构相似
理光利用在钛酸钡(BaTiO3)中添加Sn制成的材料实现了以PZT获得高压电效应的准同型相界(MPB)。图根据理光的资料制作。

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