無鉛壓電陶瓷

無鉛壓電陶瓷是壓電陶瓷的一個子類。

概述

傳統壓電陶瓷主要是以含鉛的鋯鈦酸鉛( PZT ) 系材料為主，其主要成分是氧化鉛( 60~ 70% 以上) 。氧化鉛是一種易揮發的有毒物質，在生產、使用及廢棄後的處理過程中，都會給人類和生態環境造成損害。PbO 的揮發也會造成陶瓷中的化學計量比的偏離，使產品的一致性和重複性降低，需要密封燒結，使成本提高。

因此，研究開發高性能的無鉛壓電陶瓷具有非常重要的科學意義和緊迫的市場需求，也逐漸成為研究的熱點。

主要體系

根據不同的依據，目前各種非鉛系壓電鐵電陶瓷體系劃分略有不同。綜合各種分類做如下歸納。

鈣鈦礦結構

鈣鈦礦結構名字來源於CaTiO3這種礦物的結構，其化學通式為ABO3，許多重要的壓電陶瓷（包括鉛系和非鉛系的陶瓷）都是以鈣鈦礦結構存在。

主要包括鈦酸鋇( BaTiO3 )基（BT基）無鉛壓電陶瓷、鈦酸鉍鈉[（Bi0. 5Na0. 5 ）TiO3]基（BNT基）無鉛壓電陶瓷和鹼金屬鈮酸鉀鈉[（K，Na）NbO3]基（KNN基）無鉛壓電陶瓷。

鎢青銅結構

此類晶體結構與鈣鈦礦結構類似（故在體系劃分時有時並不單獨列出）。

主要包括以鈮酸鍶鋇（Sr1-xBaxNb2O6）系和鈮酸鋇鈉(NaBa2Nb5O15)係為代表的無鉛壓電陶瓷。

鉍層狀結構

此類壓電陶瓷為具有層狀結構的化合物，是由鉍層狀結構化合物層和鈣鈦礦結構的晶格層穿插交疊而成。

主要包括以鈦酸鉍（Bi4Ti3O12）、鈦酸鉍鈣（CaBi4Ti4O15）和鈦酸鉍鍶（SrBi4Ti4O15）為代表的鉍層狀結構無鉛壓電陶瓷。