檢視铁电陶瓷的原始碼

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| style="background: #FF2400" align= center|  '''<big>铁电陶瓷</big>'''
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名  称：铁电陶瓷


成  分：具有铁电性的陶瓷

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'''铁电陶瓷'''是具有铁电性的陶瓷[[材料]]。

常见的铁电陶瓷多属钙钛矿型结构，如钛酸钡陶瓷及其固溶体，也有钨青铜型、含铋层状[[化合物]]和烧绿石型等结构。<ref>[https://wenku.baidu.com/view/e2ffbd0cf311f18583d049649b6648d7c1c708d3.html 铁电陶瓷材料介绍及其应用], 百度文库, 2020年4月9日</ref>

==介绍==

具有铁电性的陶瓷。在低于居里温度时具有自发极化性能。陶瓷中具有许多电畴，铁电陶瓷的重要特征是其极化强度与施加电压不成线性[[关系]]，具有明显的滞后效应。由于这类陶瓷的电性能在物理上与铁磁材料的磁性能相似，因而称为铁电陶瓷。不一定以铁作为其主要成分。

==铁电效应==

某些电介质可自发极化，在外电场作用下自发极化能重新取向的现象称[[铁电效应]]。具有这种性能的陶瓷称铁电陶瓷。铁电陶瓷具有电滞回线和居里温度。在居里温度点，晶体由铁电相转变为非铁电相，其电学、光学、弹性和热学等[[性质]]均出现反常现象，如介电常数出现极大值。1941年美国首先制成介电常数高达1100的钛酸钡铁电陶瓷。

==常见陶瓷材料==

常见的铁电材料属钙钛矿型结构，如BaTiO3、 PbTiO3、SrTiO3等。此外，钨青铜结构[[材料]]有PbNb2O6、Sr1-xBaxNb2O6、Ba2NaNb5O15等。焦绿石结构材料有Cd2Ta2O7、Pb2Nb2O7、Cd2Nb2O7等。层状氧化铋结构材料有Bi4Ti3O12、PbBi2Nb2O9等。通过固溶、离子代换和掺杂改性等获得实用的铁电氧化物 陶瓷已达千种以上。非氧化物铁电陶瓷正在发展。可用于产生电容、压电、热敏、电致伸缩、电声、电光等效应，作为传感、驱动、存储、调制等[[器件]]的材料。

==生产方法==

以BaCO3、或PbCO3、或SrCO3、和TiO2为原料，配料后，经预烧、研磨，成型、烧结而成。

BaCO3 + TiO2 → BaTiO3 + CO2↑

==生产流程==

（以BaTiO3为例）

==生产工艺==

铁电陶瓷的制造工艺大致相同。例如，钛酸钡系陶瓷用超纯、超细的等摩尔碳酸钡和[[二氧化钛]]原料混合均匀，在1150°C左右预烧成钛酸钡。加入少量为改善工艺和电性能所需要的附加剂，如产生阳离子缺位的三价镧、三价铋或五价铌离子附加剂，产生氧离子空位的三价铁、三价钪或三价铝离子，置换钡离子使晶格畸变的二价锶离子以及生成液相、降低烧成温度的氧化镁或[[二氧化锰]]等附加剂。经过粉磨或其他方法充分混合，用干压、辊压或挤压等方法成型，再在1350°C左右的氧化气氛中烧成。还可采用热压烧结，高温等静压烧结等方法，以提高产品的质量。

==铁电陶瓷性能==

它的主要特性为：

1. 在一定温度范围内存在自发极化，当高于某一居里[[温度]]时，自发极化消失，铁电相变为顺电相；

2. 存在电畴；

3. 发生极化状态改变时，其介电常数-温度特性发生显著变化，出现峰值，并服从居里-外斯定律；

4. 极化强度随外加电场强度而变化，形成电滞回线；

5. 介电常数随外加电场呈非线性[[变化]]；

6. 在电场作用下产生电致伸缩或电致应变。

电性能：高的抗电压强度和介电常数，低的[[老化率]]。在一定温度范围内介电常数变化率较小。介电常数或介质的电容量随交流电场或直流电场的变化率小。

==用途==

铁电陶瓷的特性决定了它的用途。利用其高介电常数，可以制作大容量的[[电容器]]、高频用微型电容器、高压电容器、叠层电容器和半导体陶瓷电容器等。利用其介电常数随外电场呈非线性变化的特性，可以制作介质放大器和相移器等。利用其热释电性，可以制作红外探测器等。此外，还有一种透明铁电陶瓷，例如氧化铅（镧）、氧化锆（钛）系[[透明陶瓷]]，具有电光效应（即其电畴状态的变化，伴随有光学性质的改变）。通过外加电场对其电畴状态的控制、产生电控双折射、电控光散射、电诱相变和电控表面变形等特性。可用于制造光阀、[[光调制器]]、[[光存贮器]]、[[光显示器]]、[[光电传感器]]、[[光谱滤波器]]、[[激光防护镜]]和[[热电探测器]]等。

== 参考来源 ==
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<center>13认识常用陶瓷材料1029</center>
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== 参考资料 ==

[[Category:  970 技藝總論]]