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铁电陶瓷因制备工艺简单,成本低,且易于进行掺杂取代,可在相当大的范围内调节性能,是目前红外探测器应用的主流敏感材料。
目前,作为本征热释电模式工作的铁电陶瓷一般都为钙钛矿结构的含铅(Pb)材料体系,如锆钛酸铅(Pb(Zr1-xTix)O3,PZT)陶瓷、钙改性钛酸铅((Pb1-xCax)TiO3,PCT)陶瓷、铌镁酸铅-钛酸铅(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3,PMN-PT)陶瓷等。
这些体系中铅含量超过60%,在陶瓷生产和加工过程中伴随着大量铅损耗和挥发,会对生态环境和人体健康造成极大危害。随着环保理念的持续深入和可持续发展战略的提出,各国先后实施了一系列限制或禁止含铅材料使用的法令,如欧盟的《电子电器设备之危害物质限用指令》(RoHS)、日本的《家用电子产品再生法》等,我国信息产业部也出台了《电子信息产品生产污染防治管理办法》。
虽然在无铅铁电陶瓷的热释电效应方面开展了大量研究,并取得了长足进步,但目前尚未发现在性能和稳定性等方面全面达到铅基陶瓷性能水平,并能够取代铅基陶瓷的无铅新材料。
因此,发展基于无铅铁电陶瓷材料的热释电红外探测器不仅是近年来电介质物理与材料的研究热点,而且在工程应用上也具有迫切性和重要价值。
从实用化出发,未来的工作重点应在于,通过组分设计、工艺改进等手段进一步调控其微观结构,改善相关体系的综合电性能,发展批量化制备技术,推动无铅铁电陶瓷在热释电探测领域的应用。
参考文献:郭少波,闫世光,曹菲,姚春华,王根水,董显林.红外探测用无铅铁电陶瓷的热释电特性研究进展[J].物理学报,2020,69(12):103-118.
Q from @暴躁小黄
活性氧化铝是一种高表面积的氧化铝,具有非常强的吸附能力。它的物理和化学性质决定了它可以吸附水分子。具体来说,活性氧化铝的表面具有丰富的氢氧基和氧化铝键。而水分子具有一个氧原子和两个氢原子,可以与氢氧基形成氢键,也可以与氧化铝键形成氢键和氧键。
至于能否用活性氧化铝代替分子筛,需考虑两者的性质和用途。
分子筛和活性氧化铝都是工业生产中常用的吸附剂,都发挥着不可代替的作用。分子筛具有均匀的孔径,高比表面积和适宜的机械强度,而活性氧化铝有较高的机械强度和比表面积,对水有极好的吸附性能,常作为工业生产的干燥剂使用,也能够作为催化剂载体,使催化剂具有耐压、耐高温的特性。
因此,活性氧化铝在某些场合下可以替代分子筛使用,具体需根据实际需求和条件进行选择。
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