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鐵電陶瓷ferroelectric ceramics

時(shí)間：2020-03-01 來源：網(wǎng)絡(luò) 瀏覽：
某些電介質(zhì)可自發(fā)極化，在外電場作用下自發(fā)極化能重新取向的現(xiàn)象稱鐵電效應(yīng)。具有這種性能的陶瓷稱鐵電陶瓷。鐵電陶瓷具有電滯回線和居里溫度。在居里溫度點(diǎn)，晶體由鐵電相轉(zhuǎn)變?yōu)榉氰F電相，其電學(xué)、光學(xué)、彈性和熱學(xué)等性質(zhì)均出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，如介電常數(shù)出現(xiàn)極大值。1941年美國首先制成介電常數(shù)高達(dá)1100的鈦酸鋇鐵電陶瓷。
　　主要的鐵電陶瓷系統(tǒng)有鈦酸鋇-錫酸鈣和鈦酸鋇-鋯酸鋇系高介電常數(shù)鐵電陶瓷，鈦酸鋇-錫酸鉍系介電常數(shù)變化率低的鐵電陶瓷，鈦酸鋇-鋯酸鈣-鈮鋯酸鉍和鈦酸鋇－錫酸鋇系高壓鐵電陶瓷以及多鈦酸鉍及其與鈦酸鍶等組成的固溶體系低損耗鐵電陶瓷等。鐵電陶瓷的制造工藝大致相同。例如，鈦酸鋇系陶瓷用超純、超細(xì)的等摩爾碳酸鋇和二氧化鈦原料混合均勻，在1150°C左右預(yù)燒成鈦酸鋇。加入少量為改善工藝和電性能所需要的附加劑，如產(chǎn)生陽離子缺位的三價(jià)鑭、三價(jià)鉍或五價(jià)鈮離子附加劑，產(chǎn)生氧離子空位的三價(jià)鐵、三價(jià)鈧或三價(jià)鋁離子，置換鋇離子使晶格畸變的二價(jià)鍶離子以及生成液相、降低燒成溫度的氧化鎂或二氧化錳等附加劑。經(jīng)過粉磨或其他方法充分混合，用干壓、輥壓或擠壓等方法成型，再在1350°C左右的氧化氣氛中燒成。還可采用熱壓燒結(jié)，高溫等靜壓燒結(jié)等方法，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
　　鐵電陶瓷的特性決定了它的用途。利用其高介電常數(shù)，可以制作大容量的電容器、高頻用微型電容器、高壓電容器、疊層電容器和半導(dǎo)體陶瓷電容器等，電容量可高達(dá)0.45μF/cm2。利用其介電常數(shù)隨外電場呈非線性變化的特性，可以制作介質(zhì)放大器和相移器等。利用其熱釋電性，可以制作紅外探測器等。此外，還有一種透明鐵電陶瓷，例如氧化鉛（鑭）、氧化鋯（鈦）系透明陶瓷，具有電光效應(yīng)（即其電疇狀態(tài)的變化，伴隨有光學(xué)性質(zhì)的改變）。通過外加電場對其電疇狀態(tài)的控制、產(chǎn)生電控雙折射、電控光散射、電誘相變和電控表面變形等特性?？捎糜谥圃旃忾y、光調(diào)制器、光存貯器、光顯示器、光電傳感器、光譜濾波器、激光防護(hù)鏡和熱電探測器等。  
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