压电陶瓷材料的分类

1、按主要组成晶体结构分类:
现已实用化的压电陶瓷材料主要分为:
1)钙钛结构矿 perovskite structure
具有钙钛矿结构的铁电,压电陶瓷属于ABO3型氧八面体,其中A为一价或二价金属离子,而B为四价或五价金属。半径较大的A正离子,半径较小的B正离子和氧离子分别位于晶胞格子的顶角,体心和面心。如图所示。这种结构也可看成是一组BO6八面体按简立方图样排列而成,各氧八面体由公有的氧离子联结,A正离子占据氧八面体之间的空隙,钙钛矿原胞是立方的,也可畸变成具有三角和四方对称性。钛酸钡,钛酸铅,锆钛酸铅和KxNa1-xNbO3等铁电压电陶瓷具有钙钛矿结构。
2)钨青铜结构 tungsten-bronze structure
具有钨青铜结构的铁电,压电陶瓷也属于ABO3型氧八面体铁电体,一个四方晶胞包含10BO6八面体,它们由其顶角按一定方式联结而成。 偏铌酸铅和铌酸锶钡等铁电压电陶瓷具有钨青铜结构。
3)铋层状结构 bismuth layer structure
铋层状结构可以看成是由其氧八面体类钙钛矿层与{Bi2O12}层交替叠成的。其中类钙钛矿层可以是一层{Bi2WO6},二层{PbBi2Nb3O9},三层{Bi4Ti8O12}以至五层。在类钙钛矿层中,其正离子可被许多离子取代。
4)焦绿石结构 pyrochlore structure
焦绿石结构是由共同顶角的{NbO6TaO6}氧八面体组成,而较大的Cd2+{Pb2+}离子位于氧八面体之间的间隙中。这种结构的铁电体仅出现在Cd2Nb2O2, Pb2Nb2O2Cd2Ta2O7等有限几种化合物中
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本公司产品压电陶瓷材料主要为钙钛矿结构。

2、 按主要组成组元分类:
1)单元系陶瓷unit system ceramics
实用的单元系其结晶构造几乎都是BaTiO3为代表的钙钛矿结构和PbNbO6等的钙青铜结构:属于钙钛矿结构的单元系材料有①BaTiO3、②PbTiO3、③PbZrO3、④居里点高的BiNaTi2O6(Tc=320),BiKTiO6(380),Pb2FeNb6(112)和   Pb3ZnNb2O3(140℃)等压电陶瓷。属于钨青铜型结构的单元系压电陶瓷有①PbNb2O6PbTa2O6③用Sr.Pb和稀土等置换Ba就得到属于钨青铜型结构的化合物BaNb2O3
a.
钛酸钡陶瓷 barium titanate ceramics
钛酸钡陶瓷是一种具有典型钙钛矿结构的铁电陶瓷。它通常是以碳酸钡和二氧化钛为主要原料,预先合成后再在高温下烧结而成的。
b.
钛酸铅陶瓷 lead titanate ceramics
钛酸铅陶瓷是具有钙钛矿性结构的铁电陶瓷。它通常是由四氧化三铅{或氧化铅}和二氧化钛以及少量添加物预先合成后再在高温下烧结而成的。
2)二元系陶瓷 binary system ceramies
二元系压电陶瓷是俩种化学通式ABO3型结构的化学物所形成的固溶体,其中A代表二价的正离子Pb2+,Ba2+,Mg2+,Ca2+,Sr2+,等或一价正离子K+,Na+等,B代表四价的正离子Zr4+,Ti4+或五价的Nb5+等。最常见的二元系压电陶瓷是PbZrxTi{1-x}O3。通过调节两种ABO3型结构的克分子比,以及用取代元素和添加物改性的方法,可以获得各种不同用途的材料。
锆钛酸铅陶瓷 Lead zirconate ceramic
PbZrxTi{1-x}O3
锆钛酸铅陶瓷通常简称为PZT陶瓷,这种压电陶瓷目前受到广泛应用。它是PbZrO3PbTiO3的固溶体,具有钙钛矿型结构,当锆钛比为53/47左右{即共晶相界附近}时,具有最强的压电性能。
3)三元系陶瓷 ternary system ceramics
三元系陶瓷通常是在具有钙钛矿性结构的锆钛酸铅{PbZrO3-PbTiO3}中二元系再增加第三种{化学通式为ABO3}化合物而形成的三元系固溶体。所增加的第三种成分,它们的共同特点是在掺入PbZrO3-PbTiO3之中形成固溶体后不改变整个晶格的钙钛矿型结构。