تیتانات زیرکونات سرب

تیتانات زیرکونات سرب ( به انگلیسی: Lead zirconate titanate ) با فرمول شیمیایی ( سربO۳ ۰≤x≤۱ ) یک ترکیب یونی با شناسه پاب کم ۱۵۹۴۵۲ است معمولاً به اختصار PZT نامیده می شود. جرم مولی آن ۳۰۳٫۰۶۵ تا 346. 4222 g/mol می باشد. این ماده که سرب زیرکونیوم تیتانات نیز نامیده می شود، یک ماده پروسکایت سرامیکی است که اثر پیزوالکتریک مشخصی را نشان می دهد، به این معنی که ترکیب با اعمال میدان الکتریکی تغییر شکل می دهد. در تعدادی از کاربردهای عملی مانند مبدل های اولتراسونیک و تشدیدکننده های پیزوالکتریک استفاده می شود. این ماده جامد است و رنگ مایل به سفید دارد.
سرب زیرکونیوم تیتانات اولین بار در حدود سال ۱۹۵۲ در موسسه فناوری توکیو توسعه یافت. در مقایسه با تیتانات باریم، یک ماده پیزوالکتریک مبتنی بر اکسید فلزی که قبلاً کشف شده بود، تیتانات زیرکونیوم سرب حساسیت بیشتری نشان می دهد و دمای عملیاتی بالاتری دارد. سرامیک های پیزوالکتریک به دلیل استحکام فیزیکی، بی اثری شیمیایی و هزینه ساخت نسبتاً پایین کاربردی هستند. سرامیک PZT رایج ترین سرامیک پیزوالکتریک مورد استفاده است زیرا حساسیت و دمای عملیاتی بالاتری نسبت به سایر سرامیک های پیزوالکتریک دارد. [ ۱] اخیراً، به دلیل قوانین در بسیاری از کشورها که استفاده از آلیاژها و ترکیبات سرب را در محصولات تجاری محدود می کند، فشار زیادی به سمت یافتن جایگزین هایی برای PZT صورت گرفته است. [ ۲]
تیتانات زیرکونات سرب از آن جایی که پیزوالکتریک است، هنگام فشرده شدن، در دو سطح خود، ولتاژ ( یا اختلاف پتانسیل ) ایجاد می کند که در حسگرها کاربرد دارد. همچنین با اعمال میدان الکتریکی خارجی از نظر فیزیکی تغییر شکل می دهد که در زمینه فعالسازها کاربردی است. ضریب گذردهی نسبی تیتانات زیرکونات سرب بسته به جهت گیری و غلظت می تواند از ۳۰۰ تا ۲۰۰۰۰ متغیر باشد.
این ماده به دلیل پیروالکتریک بودن، در شرایط دمایی متغیر، اختلاف ولتاژی را در دو سطح خود ایجاد می کند. در نتیجه، تیتانات زیرکونات سرب می تواند به عنوان یک سنسور حرارتی استفاده شود. تیتانات زیرکونات سرب فروالکتریک نیز هست، به این معنی که دارای قطبش الکتریکی خود به خودی ( دوقطبی الکتریکی ) است که می تواند در حضور میدان الکتریکی معکوس شود.
این ماده دارای ضریب گذردهی نسبی بسیار بزرگ در مرز فاز مورفوتروپیک ( MPB ) ، نزدیک x = ۰٫۵۲ است. [ ۳]