लेड जिरकोनेट टाइटेनेट

लेड ज़िरकोनेट टाइटेनेट, जिसे लेड ज़िरकोनियम टाइटेनेट भी कहा जाता है और सामान्यतः इसे पीजेडटी के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, रासायनिक सूत्र Pb[ZrxTi1−x]O3 (0 ≤ x ≤ 1) के साथ एक अकार्बनिक यौगिक है। यह एक मिट्टी का पेरोव्स्काइट (संरचना) भौतिक है जो एक चिह्नित दाब वैद्युत् प्रभाव दिखाती है, जिसका अर्थ है कि विद्युत क्षेत्र प्रयुक्त होने पर यौगिक आकार बदलता है। इसका उपयोग अनेक व्यावहारिक अनुप्रयोगों जैसे अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर और दाब वैद्युत् अनुनादक परिपथ में किया जाता है। यह सफ़ेद से धूमिल सफ़ेद ठोस होता है।

लेड जिरकोनियम टाइटेनेट को पहली बार 1952 के आसपास टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में विकसित किया गया था। बेरियम टाइटेनेट की तुलना में, जो पहले खोजी गई धातु-ऑक्साइड-आधारित दाब वैद्युत् भौतिक है, लेड जिरकोनियम टाइटेनेट अधिक संवेदनशीलता निष्पादित करता है और इसका प्रचालन तापमान अधिक होता है। दाब वैद्युत् मिट्टी को उनकी भौतिक शक्ति, रासायनिक जड़ता और उनकी अपेक्षाकृत कम विनिर्माण व्यय के कारण अनुप्रयोगों के लिए चुना जाता है। पीजेडटी  मिट्टी का सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला दाब वैद्युत्  मिट्टी का है क्योंकि इसमें अन्य पीजोसेरेमिक की तुलना में अधिक संवेदनशीलता और उच्च प्रचालन तापमान होता है। हाल ही में, अनेक देशों में वाणिज्यिक उत्पादों में सीसा मिश्र धातुओं और यौगिकों के उपयोग को प्रतिबंधित करने वाले नियमबद्ध के कारण पीजेडटी के विकल्प खोजने की दिशा में बड़ा जोर दिया गया है।

इलेक्ट्रो मिट्टी का गुण
दाब वैद्युत् होने के कारण, लेड ज़िरकोनेट टाइटेनेट संपीड़ित होने पर अपने दो शीर्षो पर वोल्टेज (या संभावित अंतर) विकसित करता है ( संवेदक अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी), और बाहरी विद्युत क्षेत्र प्रयुक्त होने पर भौतिक रूप से आकार बदलता है ( प्रवर्तक अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी) होती है। लेड जिरकोनेट टाइटेनेट की सापेक्ष पारगम्यता अभिविन्यास और अपमिश्रण के आधार पर 300 से 20000 तक हो सकती है।

तापविद्युत् होने के कारण, यह भौतिक बदलती तापमान स्थितियों के अनुसार अपने दो शीर्षो पर वोल्टेज अंतर विकसित करती है; परिणामस्वरूप, लेड जिरकोनेट टाइटेनेट का उपयोग ऊष्मा संवेदक के रूप में किया जा सकता है। लेड जिरकोनेट टाइटेनेट भी लोहविद्युत है, जिसका अर्थ है कि इसमें एक सहज विद्युत ध्रुवीकरण घनत्व (विद्युत द्विध्रुवीय) होता है जिसे विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति में उत्क्रमित किया जा सकता है।

भौतिक में x = 0.52 के निकट मॉर्फोट्रोपिक चरण सीमा (एमपीबी) पर एक अत्यंत बड़ी सापेक्ष पारगम्यता है।

कुछ सूत्र कम से कम 250 केवी/सेमी (25 एमवी/एम) तक ओमिक होते हैं, जिसके पश्चात हिमस्खलन विश्लेषण तक पहुंचने से पहले क्षेत्र की ताकत के साथ धारा तेजी से बढ़ती है; किन्तु लेड जिरकोनेट टाइटेनेट समय-निर्भर प्रदर्शन हुआ विश्लेषण निष्पादित करता है - वोल्टेज और तापमान के आधार पर मिनटों या घंटों के पश्चात निरंतर-वोल्टेज तनाव के अनुसार विश्लेषण हो सकता है, इसलिए इसकी ढांकता हुआ ताकत उस समय के पैमाने पर निर्भर करती है जिस पर इसे मापा जाता है। अन्य निरूपण में प्रदर्शन हुआ ताकत 8-16 एमवी/एम रेंज में मापी जाती है।

उपयोग
लेड ज़िरकोनेट टाइटेनेट-आधारित भौतिक मिट्टी का संधारित्र और स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप/परमाणु बल माइक्रोस्कोपी गति देनेवाला (ट्यूब) के घटक हैं।

लेड जिरकोनेट टाइटेनेट का उपयोग अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर और अन्य संवेदक और  प्रवर्तक्स, साथ ही उच्च-मूल्य वाले  मिट्टी का कैपेसिटर और लोहविद्युत रैम चिप्स बनाने के लिए किया जाता है। विद्युत परिपथ में संदर्भ समय के लिए  मिट्टी का गुंजयमान यंत्र के निर्माण में लेड जिरकोनेट टाइटेनेट का भी उपयोग किया जाता है। पीएलजेडटी की विशेषता वाले एंटी-फ्लैश चश्मे परमाणु विस्फोट के स्थितियों में एयरक्रू को जलने और अंधेपन से बचाते हैं। पीएलजेडटी लेंस 150 माइक्रोसेकंड से भी कम समय में अपारदर्शी हो सकते हैं।

व्यावसायिक रूप से, इसका उपयोग सामान्यतः इसके शुद्ध रूप में नहीं किया जाता है, बल्कि इसे या तो स्वीकर्ता के साथ अपमिश्रित किया जाता है, जो ऑक्सीजन (आयन) रिक्तियां बनाता है, या दाताओं, जो धातु (धनायन) रिक्तियां बनाता है और भौतिक में कार्यक्षेत्र दीवार गति की सुविधा प्रदान करता है।  सामान्यतः, स्वीकर्ता अपमिश्रण से हार्ड लेड जिरकोनेट टाइटेनेट बनता है, जबकि डोनर अपमिश्रण से सॉफ्ट लेड जिरकोनेट टाइटेनेट बनता है। कठोर और नरम लेड जिरकोनेट टाइटेनेट  सामान्यतः उनके दाब वैद्युत् स्थिरांक में भिन्न होते हैं। दाब वैद्युत् स्थिरांक ध्रुवीकरण या यांत्रिक तनाव की प्रति इकाई उत्पन्न विद्युत क्षेत्र के समानुपाती होते हैं, या वैकल्पिक रूप से प्रयुक्त विद्युत क्षेत्र की प्रति इकाई द्वारा उत्पन्न यांत्रिक तनाव होते हैं।  सामान्यतः, सॉफ्ट लेड जिरकोनेट टाइटेनेट में दाब वैद्युत् स्थिरांक अधिक होता है, किन्तु आंतरिक घर्षण के कारण भौतिक में बड़ा हानि होता है। हार्ड लेड जिरकोनेट टाइटेनेट में, कार्यक्षेत्र दीवार की गति को अशुद्धियों द्वारा पिन किया जाता है, जिससे भौतिक में हानि कम होता है, किन्तु दाब वैद्युत्  स्थिरांक की स्थान पर उपयोग किया जाता है।

प्रकार
सामान्यतः अध्ययन की जाने वाली रासायनिक संरचना में से एक PbZr0.52Ti0.48O3..है। बढ़ी हुई दाब वैद्युत् प्रतिक्रिया और x = 0.52 के करीब पोलिंग दक्षता एमपीबी पर स्वीकार्य डोमेन राज्यों की बढ़ी हुई संख्या के कारण है। इस सीमा पर, टेट्रागोनल चरण ⟨100⟩ से 6 संभावित डोमेन अवस्था और रंबोहेड्रल चरण ⟨111⟩ से 8 संभावित डोमेन अवस्था ऊर्जावान रूप से समान रूप से अनुकूल हैं, जिससे अधिकतम 14 संभावित डोमेन राज्यों की अनुमति मिलती है।

संरचनात्मक रूप से समान लेड स्कैंडियम टैंटलेट और बेरियम स्ट्रोंटियम टाइटेनेट के जैसे, लेड जिरकोनेट टाइटेनेट का उपयोग थर्मोग्राफिक कैमरों के लिए अनकूल्ड केंद्रीभूत शृंखला अवरक्त प्रतिबिंबन  संवेदक के निर्माण के लिए किया जा सकता है। दोनों पतली झिल्ली ( सामान्यतः रासायनिक वाष्प जमाव द्वारा प्राप्त) और थोक संरचनाओं दोनों का उपयोग किया जाता है। उपयोग की जाने वाली भौतिक का सूत्र  सामान्यतः Pb1.1(Zr0.3Ti0.7)O3 (जिसे लेड जिरकोनेट टाइटेनेट 30/70 कहा जाता है) के करीब पहुंचता है। इसके गुणों को लैन्थेनम के साथ अपमिश्रण करके संशोधित किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप लैंथेनम-अपमिश्रित लेड ज़िरकोनियम टाइटेनेट (लेड ज़िरकोनेट टाइटेनेट, जिसे लेड लैंथेनम ज़िरकोनियम टाइटेनेट भी कहा जाता है), सूत्र Pb0.83La0.17(Zr0.3Ti0.7)0.9575O3 (लेड जिरकोनेट टाइटेनेट 17/30/70) के साथ प्राप्त होता है।

यह भी देखें

 * पोलीविनीलीडेंस फ्लोराइड (पीवीडीएफ)
 * लिथियम नाइओबेट

बाहरी संबंध

 * zirconate titanate-5A Lead zirconium titanate Material properties