理光開發出無鉛高性能壓電和電極材料
2012-07-14 09:29 來源：技術在線 責編：王岑
- 摘要：
- 理光宣布，開發出了極化特性可與鋯鈦酸鉛(PbZrO3-PbTiO3：PZT)相媲美的無鉛(Pb)壓電材料和以溶膠-凝膠法使高品質結晶在Si基板上與電極一同形成的技術。
【CPP114】訊：理光宣布，開發出了極化特性可與鋯鈦酸鉛(PbZrO3-PbTiO3：PZT)相媲美的無鉛(Pb)壓電材料和以溶膠-凝膠法使高品質結晶在Si基板上與電極一同形成的技術。
PZT是致動器等很多壓電元件采用的材料。但因要使用Pb，因此很多廠家都致力于開發不使用Pb的替代材料。此次理光開發的“BaTiO3-BaSnO3：BSnT”是在鈦酸鋇(BaTiO3)中添加一定量的錫(Sn)制成的。BaTiO3作為最有望代替PZT的材料其研究很盛行。理光稱在BaTiO3中添加Sn，是在調查PZT的結構中得到的啟發。
眾所周知，PZT表示出高極化特性，是在PbZrO3與PbTiO3的混合比例達到“準同型相界(MPB)”構成之時。MPB是材料中混合有多種結晶結構的狀態。不過，目前尚未弄清為何在MPB狀態下極化特性高。對此，存在因材料應力而發生形變時，應力的方向依賴性難以表現出來的假說。
已有在BaTiO3基礎上添加各種材料，以再現無鉛MPB構成的嘗試。此次，理光選擇Sn作為添加材料，結果發現極化特性與PZT相當。
BSnT如果不在1000℃或更高的溫度下煅燒，就無法得到粒徑足夠大的結晶。但是，電極材料大多不耐1000℃的高溫，會在電極層上出現孔而出現較大的凹凸。對此，理光開發出了金屬類能耐1000℃高溫的下部電極材料。材料成分尚未公開，不過該公司稱，即使在1000℃下煅燒60分鐘，電極也未出現小孔，表面形狀依然平坦。
PZT是致動器等很多壓電元件采用的材料。但因要使用Pb，因此很多廠家都致力于開發不使用Pb的替代材料。此次理光開發的“BaTiO3-BaSnO3：BSnT”是在鈦酸鋇(BaTiO3)中添加一定量的錫(Sn)制成的。BaTiO3作為最有望代替PZT的材料其研究很盛行。理光稱在BaTiO3中添加Sn，是在調查PZT的結構中得到的啟發。
眾所周知，PZT表示出高極化特性，是在PbZrO3與PbTiO3的混合比例達到“準同型相界(MPB)”構成之時。MPB是材料中混合有多種結晶結構的狀態。不過，目前尚未弄清為何在MPB狀態下極化特性高。對此，存在因材料應力而發生形變時，應力的方向依賴性難以表現出來的假說。
已有在BaTiO3基礎上添加各種材料，以再現無鉛MPB構成的嘗試。此次，理光選擇Sn作為添加材料，結果發現極化特性與PZT相當。
BSnT如果不在1000℃或更高的溫度下煅燒，就無法得到粒徑足夠大的結晶。但是，電極材料大多不耐1000℃的高溫，會在電極層上出現孔而出現較大的凹凸。對此，理光開發出了金屬類能耐1000℃高溫的下部電極材料。材料成分尚未公開，不過該公司稱，即使在1000℃下煅燒60分鐘，電極也未出現小孔，表面形狀依然平坦。
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