鈦酸鋇陶瓷
時(shí)間：2022-06-25
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鈦酸鋇陶瓷是以鈦酸鋇(BaTiO3)或其固溶體為主晶相的陶瓷材料。主要原料為碳酸鋇和二氧化鈦。通常先在1200℃左右合成鈦酸鋇，再加改性氧化物，經(jīng)細磨，成型后在1400℃左右溫度下燒結而成。用作電容器介質(zhì)材料和制作多種壓電器件。
鈦酸鋇陶瓷是以鈦酸鋇或其固溶體為主晶相的 陶瓷。具有ABO3鈣鈦礦型結構，是典 型的鐵電材料，分子式為BaTiO3。以 BaCO3、TiO2為主要原料預先合成后 經(jīng)1280～1400℃燒結而成?；蛞曰瘜W(xué) 法制備的高純超細鈦酸鋇粉料成型后 直接燒成。經(jīng)人工高壓極化具有壓電 性，其機電耦合系數（Kp） 0.36，品 質(zhì)因數（Qm） 300，壓電常數d31和d33分別達-80×10-12C/N和190× 10-12C/N，居里溫度120℃，用于制作 壓電器件?？赏ㄟ^(guò)添加移峰劑或壓峰 劑進(jìn)行改性。利用強制還原法或施主 摻雜法可制備鈦酸鋇半導體陶瓷，用 于制造鐵電電容器、正溫度系數 （PTC）熱敏元件、表面層電容器和各 種壓電器件。
作為著(zhù)名的鐵電和壓電材料，BaTIO3早在1942年就已經(jīng)為美、蘇學(xué)者所發(fā)現，是迄今為止研究得最為透徹的物質(zhì)之一，而以現代人的眼光來(lái)看，BaTIO3基壓電陶瓷的優(yōu)異電性能和低污染性是其再次受到人們重視的重要因素，因此BaTIO3也是目前制備無(wú)鉛壓電陶瓷的重要候選材料?，F階段對BaTIO3壓電陶瓷的研究主要集中在以BT為基的二元或多元陶瓷體系。
BaTiO3屬于A(yíng)BO3型鈣欽礦結構，隨著(zhù)溫度的變化，BaTIO3經(jīng)歷以下的相變過(guò)程:立方順電相~120℃一四方相~5℃一正交相~一80℃一三方相。在室溫時(shí)，它有很強的壓電鐵電性，表現出較強的沿c軸自發(fā)極化的鐵電性，自發(fā)極化值為26×10-12 C/cm2。當溫度高于120℃時(shí)，BaTIO3晶體屬于立方晶系，壓電鐵電性能消失。
BaTIO3陶瓷是研究與發(fā)展得相當成熟的無(wú)鉛壓電陶瓷材料，其具有高的介電常數、較大的機電藕合系數和壓電常數，中等的機械品質(zhì)因數和較小的介電損耗。但其居里溫度較低（Tc=120℃），工作溫區狹窄，且在室溫附近存在相變，即BaTIO3陶瓷在5℃附近，要發(fā)生鐵電四方相（4mm）到鐵電正交相（Zmm）的轉變，使用不方便，不能用于大功率的換能器。同時(shí)該陶瓷壓電性能的溫度和時(shí)間穩定性欠佳，燒結困難（燒結一般在1300℃一1350℃），難以通過(guò)摻雜改性大幅度提高其性能來(lái)滿(mǎn)足不同的需要
鈦酸鋇陶瓷是以鈦酸鋇或其固溶體為主晶相的 陶瓷。具有ABO3鈣鈦礦型結構，是典 型的鐵電材料，分子式為BaTiO3。以 BaCO3、TiO2為主要原料預先合成后 經(jīng)1280～1400℃燒結而成?；蛞曰瘜W(xué) 法制備的高純超細鈦酸鋇粉料成型后 直接燒成。經(jīng)人工高壓極化具有壓電 性，其機電耦合系數（Kp） 0.36，品 質(zhì)因數（Qm） 300，壓電常數d31和d33分別達-80×10-12C/N和190× 10-12C/N，居里溫度120℃，用于制作 壓電器件?？赏ㄟ^(guò)添加移峰劑或壓峰 劑進(jìn)行改性。利用強制還原法或施主 摻雜法可制備鈦酸鋇半導體陶瓷，用 于制造鐵電電容器、正溫度系數 （PTC）熱敏元件、表面層電容器和各 種壓電器件。
作為著(zhù)名的鐵電和壓電材料，BaTIO3早在1942年就已經(jīng)為美、蘇學(xué)者所發(fā)現，是迄今為止研究得最為透徹的物質(zhì)之一，而以現代人的眼光來(lái)看，BaTIO3基壓電陶瓷的優(yōu)異電性能和低污染性是其再次受到人們重視的重要因素，因此BaTIO3也是目前制備無(wú)鉛壓電陶瓷的重要候選材料?，F階段對BaTIO3壓電陶瓷的研究主要集中在以BT為基的二元或多元陶瓷體系。
BaTiO3屬于A(yíng)BO3型鈣欽礦結構，隨著(zhù)溫度的變化，BaTIO3經(jīng)歷以下的相變過(guò)程:立方順電相~120℃一四方相~5℃一正交相~一80℃一三方相。在室溫時(shí)，它有很強的壓電鐵電性，表現出較強的沿c軸自發(fā)極化的鐵電性，自發(fā)極化值為26×10-12 C/cm2。當溫度高于120℃時(shí)，BaTIO3晶體屬于立方晶系，壓電鐵電性能消失。
BaTIO3陶瓷是研究與發(fā)展得相當成熟的無(wú)鉛壓電陶瓷材料，其具有高的介電常數、較大的機電藕合系數和壓電常數，中等的機械品質(zhì)因數和較小的介電損耗。但其居里溫度較低（Tc=120℃），工作溫區狹窄，且在室溫附近存在相變，即BaTIO3陶瓷在5℃附近，要發(fā)生鐵電四方相（4mm）到鐵電正交相（Zmm）的轉變，使用不方便，不能用于大功率的換能器。同時(shí)該陶瓷壓電性能的溫度和時(shí)間穩定性欠佳，燒結困難（燒結一般在1300℃一1350℃），難以通過(guò)摻雜改性大幅度提高其性能來(lái)滿(mǎn)足不同的需要
