Безсвинцовые пьезоматериалы
Безсвинцовые пьезоматериалы
Добрый день. В настоящее время всё более и более популярным направлением химии сегнетоэлектриков становится т.н. lead free. Скажите насколько данное направление является перспективным и возможно ли получить материалы без свинца способными конкурировать со свинцовыми?
-
eukar
Пьезоматериалы на основе титаната висмута BiT отличаются стабильностью пьезомодуля в интервале температур (20 – 600оС) и давлений (0 – 300МПа) и низкой скоростью старения. Керамика чистого BiT не пригодна для использования из-за высокой электропроводности, которая при комнатной температуре составляет 10-10 – 10-11 См/м и резко возрастает с ростом температуры. Поляризация BiT происходит при температуре свыше 200оС. При этом электропроводность керамики достаточно высока, что затрудняет поляризацию и пьезоспособность. BiT допируют, например, Nb, Ta, Sb, W. При этом эл-ть снижается и возрастает пьезоактивность.Kirill писал(а):Но ведь есть материалв, на основе того же титаната висмута, с сопоставимыми свойствами!? Перовскит, Вы занимаетесь этой тематикой? И я встречал данные о наличии керамики без свинца с рабочей температурой и значительно повыше 350 градусов.
Также имеется возможность управления свойствами керамики при помощи варьирования микроструктурой (изменение размеров зерен и текстуры, регулирования парциального давления кислорода в процессе отжига для изменений собственно-дефектной составляющей проводимости материала, лигирование примесями замещения).
Короче, можно помучаться и что-нибудь получится. Свойствами мне не приходилось заниматься, особенно пьезо. Однако приходилось синтезировать как сам BiT, так и родственные перовскитоподобные соединения. Могу сказать, что структура его достаточно лабильна и, наверное, можно поиграв добавками и режимами синтеза получить хорошие пьезосвойства. Будут ли они лучше свинцовой керамики большой вопрос.
А то. Основные нитраты висмута и ряд похожих висмутовых соединений в виде таблеток прописывают перорально при некоторых желудочных расстройствах. Свинец и его соединения - 1(высший) класс опасности. Висмут - 2(второй).slavert писал(а):а что висмут намного лучше свинца? Я имею в виду токсичность
P.S. У нас по работе свинец тоннами в год идет - СЭСы(типа инспекторы санэпидстанции) замучали. А про висмутаты заикнулись - те погруснели. Не их профиль и взять вроде нечего.
Правда что ли? А то я все мучаюсь вопросом, какое бы такое супер применение найти моим новым соединениям. А их таки можно как таблетки использовать. Хотя после обжига их глотать трудновато будет...amik писал(а):А то. Основные нитраты висмута и ряд похожих висмутовых соединений в виде таблеток прописывают перорально при некоторых желудочных расстройствах. Свинец и его соединения - 1(высший) класс опасности. Висмут - 2(второй).slavert писал(а):а что висмут намного лучше свинца? Я имею в виду токсичность
Вообщем, у кого проблемы с желудком, обращайтесь.
Но ведь есть материалв, на основе того же титаната висмута, с сопоставимыми свойствами!?
Зайдите на сайт НКТБ Пьезоприбор или Элпа. Материал НТВ (натрий титанат висмут) имеет d33 25-28 против ,например, ПКЛ-1 (он же ЦТС-19, только полученный гель методом) у которого тот же параметр в районе 350. Сопостовимо ? Про диэлект.проницаемость могу то же самое сказать. Нет, сочитание титан-висмут в чистом виде не даёт высоких ЭФ свойств, но высокая рабочая температура.... На днях наткнулся на китайскую статью о LaNiO3 с присадкой германияи т.д. Но КТО будет делать такую керамику, пусть и с неплохими свойствами ( цена на лантан, а уж тем паче на германий
).
Будут ли они лучше свинцовой керамики большой вопрос.
Что значет лучше? Таблица маера-менделеева большая, что-нибудь придумают. Но будет ли это дешевле свинецсодержащей керамики ?
Зайдите на сайт НКТБ Пьезоприбор или Элпа. Материал НТВ (натрий титанат висмут) имеет d33 25-28 против ,например, ПКЛ-1 (он же ЦТС-19, только полученный гель методом) у которого тот же параметр в районе 350. Сопостовимо ? Про диэлект.проницаемость могу то же самое сказать. Нет, сочитание титан-висмут в чистом виде не даёт высоких ЭФ свойств, но высокая рабочая температура.... На днях наткнулся на китайскую статью о LaNiO3 с присадкой германияи т.д. Но КТО будет делать такую керамику, пусть и с неплохими свойствами ( цена на лантан, а уж тем паче на германий
). Будут ли они лучше свинцовой керамики большой вопрос.
Что значет лучше? Таблица маера-менделеева большая, что-нибудь придумают. Но будет ли это дешевле свинецсодержащей керамики ?
Керамика из калий-натрий ниобатов неочень. На счёт монокристаллов не знаю. В прессе идеи текстурирования витают....Kirill писал(а):Да висмут при нагревании летит как проклятый, намного более активно чем свинец! Не классом опасности берёт, так колличеством.
А как на счёт материалов на основе калий-натрий ниобата?
Перовскит писал(а):
Странная какая-то керамика?
Что касается калий-натрий ниобата, действительно высокоэффективные материалы получают текстурированием. Свойства очень даже... Кр=0,61. d33=416- ну как??? А что касается висмут титанатов, то конечно же не в чистом виде НТВ, а с присадками, получают материалы с d33 в районе 100-150!, тоже не плохо, правда ведь?
Но КТО будет делать такую керамику, пусть и с неплохими свойствами ( цена на лантан, а уж тем паче на германий ).
Причём здесь цена, ведь не всё равняется только на производство!
В http://www.sciencedirect.com/ я не нашёл этого. В электронном виде есть?Kirill писал(а):Letters to nature vol.432, 4 november 2004, стр 84-87, Lead-free piezoceramic, Yasuyoshi Saito и др. Смотри, Фома неверующий!
Насколько я помню, со свинцом работают в специальных печах (или образцы в какие-то специальные контейнеры-ампулы кладут), т.к. он моментально загаживает печь. А с висмутатами я спокойно в обычной работаю, не так уж и летят они.Kirill писал(а):Да висмут при нагревании летит как проклятый, намного более активно чем свинец! Не классом опасности берёт, так колличеством.
Мы при работе с любыми легко летучими веществами (PbO, Bi2O3 ...) синтезы в печах проводим в спец.тиглях (с плотно прилегающей крышкой, да ещё и обмазанных замазками) или никелевых гробиках с подсыпками, создающими избыточное давление летучего компонента (например PbZrO3 или Bi2O3). Печи без подобных мер действительно "загаживаются" (от свинца, например, поверхность керамики печи становится красной - на ней осаждается возгнанный PbO красной, стабильной, модификации). Что касается висмута, то он ещё более летуч, поэтому при получении фаз с его участием, часто наблюдаются проблеммы со стехиометрией и деффектностью фаз (конечно всё зависит от времени синтеза и температуры). Но вот почему он не мешает при последующем использовании данной печи ... ??? 
Kirill, Вы заблуждаетесь. Оксид свинца при температурах выше 700-800 немедленно реагирует с с любым материалом футеровки печи. И говорить о наличии свободного оксидаKirill писал(а):Печи без подобных мер действительно "загаживаются" (от свинца, например, поверхность керамики печи становится красной - на ней осаждается возгнанный PbO красной, стабильной, модификации).
. Какой цвет у силиката свинца? Кстати, получение оксида Pb красной модификации - особая и непростая задача. А покраснение печей суть вещь в себе. Требует особого рассмотрения, наука о материалах отдыхает
.Кто сейчас на конференции
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 11 гостей