Blei-Zirkonat-Titanat

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Gefahr H- und P-Sätze H: Kann das Kind im Mutterleib schädigen. Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. Kann die Organe schädigen (alle betroffenen Organe nennen, sofern bekannt) bei längerer oder wiederholter Exposition (Expositionsweg angeben, wenn schlüssig belegt ist, dass diese Gefahr bei keinem anderen Expositionsweg besteht). Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung. Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. Gesundheitsschädlich bei Einatmen. P: Bei Verschlucken: Mund ausspülen. Kein Erbrechen herbeiführen. Bei Unwohlsein Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen. Nach Gebrauch … gründlich waschen. (Die vom Gesetzgeber offen gelassene Einfügung ist vom Inverkehrbringer zu ergänzen) Bei Einatmen: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz/ Gehörschutz/ … tragen.]
Zulassungsverfahren unter REACH	besonders besorgniserregend: fortpflanzungsgefährdend (CMR)

Phasendiagramm von PZT in Abhängigkeit von Temperatur und Mischverhältnis. P ist dabei der dielektrische Polarisationsvektor (spontane Polarisation).

Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) ist eine Keramik mit der Summenformel Pb[Zr_xTi_1−x]O₃ (0 ≤ x ≤ 1) und gehört zu der Familie der Ferroelektrika. Das x bedeutet, dass Titan und Zirkonium aufgrund ihrer ähnlichen chemischen Eigenschaften gegeneinander ausgetauscht werden können, um die ferroelektrischen Eigenschaften der Verbindung zu beeinflussen.

Die Bleiatome sind in einer kubischen Raumstruktur angeordnet. Blei-Zirkonat-Titanat liegt für gewöhnlich, ebenso wie das ihm sehr ähnliche Bariumtitanat, als Perowskit vor. Mehrere Sauerstoffatome kubisch-flächenzentriert und ein Titan- bzw. Zirconiumatom „pseudo-kubisch-raumzentriert“ angeordnet, d. h., dass das Titanatom oberhalb der Curietemperatur tatsächlich die beschriebene kubisch-raumzentrierte Position einnimmt. Bei Temperaturen unterhalb der Curietemperatur (je nach Titananteil ungefähr zwischen 230 und 500 K) wandert das Titanatom etwas aus seiner zentralen Lage heraus und das zuvor elektrisch neutrale Gitter wird zu einem Dipol. Dieses Dipol-Gitter weist nun piezoelektrische Eigenschaften auf und gilt zurzeit als eines der kostengünstigsten Materialien zur Herstellung leistungsfähiger Piezoaktoren. PZT wird auch bevorzugt als Speicherelement eines ferroelektrischen RAM verwendet.

Kristallstruktur
Allgemeines
Name	Blei-Zirkonat-Titanat
Andere Namen	Bleititanzirkonoxid
Verhältnisformel	Pb[ZrxTi1−x]O3 (0≤x≤1)
Kurzbeschreibung	silbrig-weißer geruchloser Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer	12626-81-2
EG-Nummer	235-727-4
ECHA-InfoCard	100.032.467
PubChem	159452
Eigenschaften
Molare Masse	303,06–346,42 g/mol
Aggregatzustand	fest
Dichte	7,5–8,0 g/cm3

PZT als Piezokeramik

Hysteresekurve von dotierten PZT-Keramiken. Aufgetragen ist die Polarisation P über die angelegte elektrische Feldstärke E.

Die Eigenschaften eines PZT-Werkstoffes lassen sich zusätzlich durch den Einbau von Fremdatomen (Dotierung) modifizieren. Besondere Wichtigkeit für Piezokeramiken besitzt dabei die Polarisierbarkeit bei unterschiedlichen elektrischen Feldstärken. Durch die Dotierung entstehen sogenannte harte und weiche Keramiken, die sich in ihrer Hysteresekurve unterscheiden. Weiche PZT-Materialien zeichnen sich durch hohe Remanenz aus, sie zeigen jedoch bereits bei einer geringeren Feldstärke, der sogenannten Koerzitivfeldstärke, eine Änderung der Polarisationsrichtung. Bei harten PZT-Werkstoffen ist das Umgekehrte der Fall: die weissschen Bezirke, auch Domänen genannt, lassen sich schwerer durch elektrische Felder verändern. Das Material ist also schwerer formbar (härter).

Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de

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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 15.04. 2022