लेड जिरकोनेट टाइटेनेट
| |
| Names | |
|---|---|
| IUPAC name
Lead zirconium titanate
| |
| Other names
Lead zirconium titanate
| |
| Identifiers | |
3D model (JSmol)
|
|
| EC Number |
|
PubChem CID
|
|
| |
| |
| Properties | |
| Pb[ZrxTi1-x]O3 (0 ≤ x ≤ 1) | |
| Molar mass | 303.065 to 346.4222 g/mol |
| Hazards | |
| GHS labelling: | |
  
| |
| Danger | |
| H302, H332, H360, H373, H410 | |
| P201, P202, P260, P261, P264, P270, P271, P273, P281, P301+P312, P304+P312, P304+P340, P308+P313, P312, P314, P330, P391, P405, P501 | |
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
| |
लेड ज़िरकोनेट टाइटेनेट, जिसे लेड ज़िरकोनियम टाइटेनेट भी कहा जाता है और सामान्यतः इसे पीजेडटी के रूप में संक्षिप्त किया जाता है,अतः रासायनिक सूत्र Pb[ZrxTi−1x]O3 (0 ≤ x ≤ 1) के साथ एक अकार्बनिक यौगिक है। यह मृतिका का एक ऐसा पेरोव्स्काइट (संरचना) भौतिक है जो एक चिह्नित दाब वैद्युत् प्रभाव दिखाती है, अतः जिसका अर्थ है कि विद्युत क्षेत्र प्रयुक्त होने पर यौगिक आकार परिवर्तित होता है। इस प्रकार से इसका उपयोग अनेक व्यावहारिक अनुप्रयोगों जैसे अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर और दाब वैद्युत् अनुनादक परिपथ में किया जाता है। यह सफ़ेद से धूमिल सफ़ेद ठोस होता है।
लेड जिरकोनियम टाइटेनेट को पहली बार 1952 के निकट टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में विकसित किया गया था। बेरियम टाइटेनेट की तुलना में, जो पहले खोजी गई धातु-ऑक्साइड-आधारित दाब वैद्युत् भौतिक है, अतः लेड जिरकोनियम टाइटेनेट अधिक संवेदनशीलता निष्पादित करता है और इसका प्रचालन तापमान अधिक होता है। इस प्रकार से दाब वैद्युत् मृतिका को उनकी भौतिक शक्ति, रासायनिक जड़ता और उनकी अपेक्षाकृत कम विनिर्माण व्यय के कारण अनुप्रयोगों के लिए चुना जाता है। पीजेडटी मृतिका का सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला दाब वैद्युत् मृतिका का है क्योंकि इसमें अन्य पीजोसेरेमिक की तुलना में अधिक संवेदनशीलता और उच्च प्रचालन तापमान होता है।[1] इस प्रकार से वर्तमान में, अनेक देशों में वाणिज्यिक उत्पादों में सीसा मिश्र धातुओं और यौगिकों के उपयोग को प्रतिबंधित करने वाले नियमबद्ध के कारण पीजेडटी के विकल्प खोजने की दिशा में अधिक बल दिया गया है।[2]
इलेक्ट्रोसेरेमिक गुण
अतः दाब वैद्युत् होने के कारण, लेड ज़िरकोनेट टाइटेनेट संपीड़ित होने पर अपने दो शीर्षो पर वोल्टता (या संभावित अंतर) विकसित करता है ( संवेदक अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी), और बाह्य विद्युत क्षेत्र प्रयुक्त होने पर भौतिक रूप से आकार परिवर्तित होता है ( प्रवर्तक अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी) होती है। इस प्रकार से लेड जिरकोनेट टाइटेनेट की सापेक्ष पारगम्यता अभिविन्यास और अपमिश्रण के आधार पर 300 से 20000 तक हो सकती है।
तापविद्युत् होने के कारण, यह भौतिक परिवर्तित होती तापमान स्थितियों के अनुसार अपने दो शीर्षो पर वोल्टता अंतर विकसित करती है; परिणामस्वरूप, लेड जिरकोनेट टाइटेनेट का उपयोग ऊष्मा संवेदक के रूप में किया जा सकता है। लेड जिरकोनेट टाइटेनेट भी लोहविद्युत है, जिसका अर्थ है कि इसमें एक सहज विद्युत ध्रुवीकरण घनत्व (विद्युत द्विध्रुवीय) होता है जिसे विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति में उत्क्रमित किया जा सकता है।
अतः इस प्रकार से भौतिक में x = 0.52 के निकट मॉर्फोट्रोपिक चरण सीमा (एमपीबी) पर एक अत्यंत बड़ी सापेक्ष पारगम्यता है।[3]
कुछ सूत्रीकरण कम से कम 250 केवी/सेमी (25 एमवी/एम) तक ओमिक होते हैं, जिसके बाद हिमस्खलन भंजन तक पहुंचने से पहले क्षेत्र के सामर्थ्य के साथ धारा तीव्रता से बढ़ती है; परन्तु लेड ज़िरकोनेट टाइटेनेट समय-निर्भर परावैद्युत टूटने को प्रदर्शित करता है - वोल्टता और तापमान के आधार पर मिनटों या घंटों के बाद निरंतर-वोल्टता तनाव के अंतर्गत भंजन हो सकता है, इसलिए इसका परावैद्युत सामर्थ्य उस समय के पैमाने पर निर्भर करती है जिस पर इसे मापा जाता है।[4] अन्य निरूपण में प्रदर्शन हुआ दृढ़ता 8-16 एमवी/एम श्रेणी में मापी जाती है।[5]
उपयोग
लेड ज़िरकोनेट टाइटेनेट-आधारित भौतिक मृतिका का संधारित्र और स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप/माइक बल माइक्रोस्कोपी (ट्यूब) प्रवर्तक के घटक हैं।
लेड जिरकोनेट टाइटेनेट का उपयोग अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर और अन्य संवेदक और प्रवर्तक्स, साथ ही उच्च-मान वाले मृतिका का संधारित्र और लोहविद्युत रैम चिप बनाने के लिए किया जाता है। विद्युत परिपथ में संदर्भ समय के लिए मृतिका का गुंजयमान यंत्र के निर्माण में लेड जिरकोनेट टाइटेनेट का भी उपयोग किया जाता है। पीएलजेडटी की विशेषता वाले प्रति-फ्लैश कांच परमाणु विस्फोट की स्थितियों में वायुयान कर्मीदल को जलने और अंधेपन से बचाते हैं।[6] पीएलजेडटी लेंस 150 माइक्रोसेकंड से भी कम समय में अपारदर्शी हो सकते हैं।
व्यावसायिक रूप से, इसका उपयोग सामान्यतः इसके शुद्ध रूप में नहीं किया जाता है, बल्कि इसे या तो स्वीकर्ता के साथ अपमिश्रित किया जाता है, जो ऑक्सीजन (आयन) रिक्तियां बनाता है, या दाताओं, जो धातु (धनायन) रिक्तियां बनाता है और भौतिक में कार्यक्षेत्र दीवार गति की सुविधा प्रदान करता है। सामान्यतः, स्वीकर्ता अपमिश्रण से हार्ड लेड जिरकोनेट टाइटेनेट बनता है, जबकि दाता अपमिश्रण से मृदु लेड जिरकोनेट टाइटेनेट बनता है। कठोर और मृदु लेड जिरकोनेट टाइटेनेट सामान्यतः उनके दाब वैद्युत् स्थिरांक में भिन्न होते हैं। दाब वैद्युत् स्थिरांक ध्रुवीकरण या यांत्रिक तनाव की प्रति इकाई उत्पन्न विद्युत क्षेत्र के समानुपाती होते हैं, या वैकल्पिक रूप से प्रयुक्त विद्युत क्षेत्र की प्रति इकाई द्वारा उत्पन्न यांत्रिक तनाव होते हैं। सामान्यतः, मृदु लेड जिरकोनेट टाइटेनेट में दाब वैद्युत् स्थिरांक अधिक होता है, किन्तु आंतरिक घर्षण के कारण भौतिक में बड़ी हानि होती है। हार्ड लेड जिरकोनेट टाइटेनेट में, कार्यक्षेत्र दीवार की गति को अशुद्धियों द्वारा पिन किया जाता है, जिससे भौतिक में हानि कम होता है, किन्तु दाब वैद्युत् स्थिरांक की स्थान पर उपयोग किया जाता है।
प्रकार
सामान्यतः अध्ययन की जाने वाली रासायनिक संरचना में से एक PbZr0.52Ti0.48O3.है। बढ़ी हुई दाब वैद्युत् प्रतिक्रिया और x = 0.52 के निकट ध्रुवता दक्षता एमपीबी पर स्वीकार्य कार्यक्षेत्र अवस्था की बढ़ी हुई संख्या के कारण है। इस सीमा पर, द्विसमलंबाक्ष चरण ⟨100⟩ से 6 संभावित कार्यक्षेत्र अवस्था और त्रिसमनताक्ष चरण ⟨111⟩ से 8 संभावित कार्यक्षेत्र अवस्था ऊर्जावान रूप से समान रूप से अनुकूल हैं, जिससे अधिकतम 14 संभावित कार्यक्षेत्र अवस्थाओं की अनुमति मिलती है।
संरचनात्मक रूप से समान लेड स्कैंडियम टैंटलेट और बेरियम स्ट्रोंटियम टाइटेनेट के जैसे, लेड जिरकोनेट टाइटेनेट का उपयोग थर्मोग्राफिक कैमरों के लिए अशीतित केंद्रीभूत शृंखला अवरक्त प्रतिबिंबन संवेदक के निर्माण के लिए किया जा सकता है। दोनों पतली झिल्ली ( सामान्यतः रासायनिक वाष्प हिमन द्वारा प्राप्त) और बल्क संरचनाओं दोनों का उपयोग किया जाता है। उपयोग की जाने वाले भौतिक का सूत्र सामान्यतः Pb1.1(Zr0.3Ti0.7)O3 (जिसे लेड जिरकोनेट टाइटेनेट 30/70 कहा जाता है) के निकट पहुंचता है। इसके गुणों को लैन्थेनम के साथ अपमिश्रण करके संशोधित किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप लैंथेनम-अपमिश्रित लेड ज़िरकोनियम टाइटेनेट (लेड ज़िरकोनेट टाइटेनेट, जिसे लेड लैंथेनम ज़िरकोनियम टाइटेनेट भी कहा जाता है), सूत्र Pb0.83La0.17(Zr0.3Ti0.7)0.9575O3 (लेड जिरकोनेट टाइटेनेट 17/30/70) के साथ प्राप्त होता है। [7]
यह भी देखें
- पोलीविनीलीडेंस फ्लोराइड (पीवीडीएफ)
- लिथियम नाइओबेट
संदर्भ
- ↑ "What is "Lead zirconium titanate"?". americanpiezo.com. APC International. Retrieved April 29, 2021.
- ↑ Bell, Andrew J.; Deubzer, Otmar (August 2018). "Lead-free piezoelectrics—The environmental and regulatory issues". MRS Bulletin (in English). 43 (8): 581–587. doi:10.1557/mrs.2018.154. ISSN 0883-7694. S2CID 139832145.
- ↑ Rouquette, J.; Haines, J.; Bornand, V.; Pintard, M.; Papet, Ph; Bousquet, C.; Konczewicz, L.; Gorelli, F. A.; Hull, S. (2004). "पीजोइलेक्ट्रिक लेड जिरकोनेट टाइटेनेट में मॉर्फोट्रोपिक चरण सीमा की दबाव ट्यूनिंग". Physical Review B. 70 (1): 014108. doi:10.1103/PhysRevB.70.014108.
- ↑ Moazzami, Reza; Hu, Chenming; Shepherd, William H. (September 1992). "Electrical Characteristics of Ferroelectric Lead zirconate titanate Thin Films for DRAM Applications" (PDF). IEEE Transactions on Electron Devices. 39 (9): 2044. doi:10.1109/16.155876.
- ↑ Andersen, B.; Ringgaard, E.; Bove, T.; Albareda, A.; Pérez, R. (2000). "Performance of Piezoelectric Ceramic Multilayer Components Based on Hard and Soft Lead zirconate titanate". Proceedings of Actuator 2000: 419–422.
- ↑ Cutchen, J. Thomas; Harris, James O. Jr.; Laguna, George R. (1975). "PLZT electrooptic shutters: applications". Applied Optics. 14 (8): 1866–1873. doi:10.1364/AO.14.001866. PMID 20154933.
- ↑ Liu, W.; Jiang, B.; Zhu, W. (2000). "Self-biased dielectric bolometer from epitaxially grown Pb(Zr,Ti)O3 and lanthanum-doped Pb(Zr,Ti)O3 multilayered thin films". Applied Physics Letters. 77 (7): 1047–1049. doi:10.1063/1.1289064.
