Titanato de circonato de plomo
El titanato de circonato de plomo es un compuesto inorgánico con la fórmula química Pb [Zr x Ti 1- x ] O 3 (0≤ x ≤1). También llamado titanato de plomo-circonio , es un material cerámico de perovskita que muestra un marcado efecto piezoeléctrico , lo que significa que el compuesto cambia de forma cuando se aplica un campo eléctrico. Se utiliza en una serie de aplicaciones prácticas, como transductores ultrasónicos y resonadores piezoeléctricos . Es un sólido de color blanco a blanquecino.
El titanato de plomo y circonio se desarrolló por primera vez alrededor de 1952 en el Instituto de Tecnología de Tokio . En comparación con el titanato de bario , un material piezoeléctrico a base de óxido metálico descubierto anteriormente , el titanato de plomo y circonio exhibe una mayor sensibilidad y tiene una temperatura de funcionamiento más alta. Las cerámicas piezoeléctricas se eligen para aplicaciones debido a su resistencia física, inercia química y su costo de fabricación relativamente bajo. La cerámica PZT es la cerámica piezoeléctrica más utilizada porque tiene una sensibilidad aún mayor y una temperatura de funcionamiento más alta que otras cerámicas piezoeléctricas. [1]
Al ser piezoeléctrico, el titanato de circonato de plomo desarrolla un voltaje (o diferencia de potencial) en dos de sus caras cuando se comprime (útil para aplicaciones de sensores) y cambia físicamente de forma cuando se aplica un campo eléctrico externo (útil para aplicaciones de actuadores). La permitividad relativa del titanato de circonato de plomo puede oscilar entre 300 y 20000, dependiendo de la orientación y el dopado. [ cita requerida ]
Al ser piroeléctrico , este material desarrolla una diferencia de voltaje en dos de sus caras bajo condiciones cambiantes de temperatura; en consecuencia, el titanato de circonato de plomo se puede utilizar como sensor de calor. El titanato de circonato de plomo también es ferroeléctrico , lo que significa que tiene una polarización eléctrica espontánea ( dipolo eléctrico ) que se puede invertir en presencia de un campo eléctrico.
El material presenta una permitividad relativa extremadamente grande en el límite de fase morfotrópica (MPB) cerca de x = 0.52. [2]
Algunas formulaciones son óhmicas hasta al menos250 kV / cm (25 MV / m ), después de lo cual la corriente crece exponencialmente con la intensidad del campo antes de alcanzar la ruptura por avalancha ; pero el titanato de circonato de plomo exhibe una ruptura dieléctrica dependiente del tiempo: la ruptura puede ocurrir bajo tensión de voltaje constante después de minutos u horas, dependiendo del voltaje y la temperatura, por lo que su rigidez dieléctrica depende de la escala de tiempo en la que se mide. [3] Otras formulaciones tienen rigideces dieléctricas medidas en elRango de 8 a 16 MV / m . [4]
