鈦酸鋇陶瓷
時間：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，經細磨，成型后在1400℃左右溫度下燒結而成。用作電容器介質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1280～1400℃燒結而成。或以化學 法制備的高純超細鈦酸鋇粉料成型后 直接燒成。經人工高壓極化具有壓電 性，其機電耦合系數（Kp） 0.36，品 質因數（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。可通過添加移峰劑或壓峰 劑進行改性。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。
作為著名的鐵電和壓電材料，BaTIO3早在1942年就已經為美、蘇學者所發現，是迄今為止研究得最為透徹的物質之一，而以現代人的眼光來看，BaTIO3基壓電陶瓷的優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也是目前制備無鉛壓電陶瓷的重要候選材料。現階段對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ABO3型鈣欽礦結構，隨著溫度的變化，BaTIO3經歷以下的相變過程: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，它有很強的壓電鐵電性，表現出較強的沿c軸自發極化的鐵電性，自發極化值為26×10-12 C/cm2。當溫度高于120℃時，BaTIO3晶體屬于立方晶系，壓電鐵電性能消失。
BaTIO3陶瓷是研究與發展得相當成熟的無鉛壓電陶瓷材料，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。同時該陶瓷壓電性能的溫度和時間穩定性欠佳，燒結困難（燒結一般在1300℃一1350℃），難以通過摻雜改性大幅度提高其性能來滿足不同的需要
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1280～1400℃燒結而成。或以化學 法制備的高純超細鈦酸鋇粉料成型后 直接燒成。經人工高壓極化具有壓電 性，其機電耦合系數（Kp） 0.36，品 質因數（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。可通過添加移峰劑或壓峰 劑進行改性。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。
作為著名的鐵電和壓電材料，BaTIO3早在1942年就已經為美、蘇學者所發現，是迄今為止研究得最為透徹的物質之一，而以現代人的眼光來看，BaTIO3基壓電陶瓷的優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也是目前制備無鉛壓電陶瓷的重要候選材料。現階段對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ABO3型鈣欽礦結構，隨著溫度的變化，BaTIO3經歷以下的相變過程: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，它有很強的壓電鐵電性，表現出較強的沿c軸自發極化的鐵電性，自發極化值為26×10-12 C/cm2。當溫度高于120℃時，BaTIO3晶體屬于立方晶系，壓電鐵電性能消失。
BaTIO3陶瓷是研究與發展得相當成熟的無鉛壓電陶瓷材料，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。同時該陶瓷壓電性能的溫度和時間穩定性欠佳，燒結困難（燒結一般在1300℃一1350℃），難以通過摻雜改性大幅度提高其性能來滿足不同的需要
