压电陶瓷材料的分类

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10个BO6八面体，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{如Bi2WO6},二层{如PbBi2Nb3O9}，三层{如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{NbO6或TaO6}氧八面体组成，而较大的Cd2+{或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, Pb2Nb2O2和Cd2Ta2O7等有限几种化合物中
*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Ｂ
iNaTi2O6(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①ＰbNb2O6②PbTa2O6③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PbZrO3和PbTiO3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型}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。

（4）多元系陶瓷polynary system ceramics。