Environmental Engineering Reference
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Tab. 5.1
Mögliche Substitutionspaarungen bei PZT-Keramiken, veröffentlicht mit
freundlicher Genehmigung des HvB-Verlags, Ellerau [ 1 , 10. Erg.-Lfg., Ab-
schn. 5.5.0.0, Tabelle 2]
Gitterplatz
Kationen
La 3+ ,Bi 3+ ,Nd 3+
A
A
K + ,Rb +
Nb 5+ ,Ta 5+ ,Sb 5+
B
Co 3+ ,Fe 3+ ,Sc 3+ ,Ga 3+ ,Cr 3+ ,Mn 3+
B
Legt man an eine solche Keramik ein elektrisches Feld an, kann man
eine Bewegung erzeugen. Das wird in piezoelektrischen Schrittmotoren
genutzt. Wird eine solche Keramik mechanisch deformiert, resultiert eine
elektrische Spannung, die man z. B. für Messzwecke nutzen kann.
Die Eigenschaften lassen sich weiterhin dadurch beeinflussen, dass
man im Gitter auf den zweiwertigen A-Positionen jeweils 2 zweiwertige
Kationen durch 1 einwertiges und 1 dreiwertiges sowie auf den vierwer-
tigen B-Positionen jeweils 2 vierwertige Kationen durch 1 dreiwertiges
und 1 fünfwertiges ersetzt. In der Praxis übliche Substitutionen zeigt
Tab. 5.1 .
Man erkennt, dass auch die großen Kationen des Kaliums und Rubi-
diums sowie Kationen der Seltenen Erden in Keramiken zur Anwendung
kommen.
I Deinition Bei pyroelektrischen Keramiken wird die elektrische Po-
larisation durch die Einstellung spezieller Temperaturen erzeugt. Sie ent-
steht dadurch, dass eigentlich im Zentrum der Koordinationspolyeder
angeordnete Kationen durch die Zuführung thermischer Energie bevor-
zugt in eine Achsrichtung auswandern.
Diese Keramiken enthalten meist Strontiumoxid SrO. Sie eignen sich
beispielsweise als Infrarotdetektoren.
Alle genannten Keramiken auf TiO 2 -Basis weisen einen so hohen
spezifischen elektrischen Widerstand auf, dass sie - trotz der exponier-
ten anderen elektrischen Eigenschaften - zu den elektrischen Isolatoren
gehören. Erst dann, wenn durch reduzierende Brennatmosphäre uner-
wünscht neben dem Ti 4+ auch Ti 3+ auftritt, kommt es zu Elektronenleit-
fähigkeit.
 
 
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