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钛酸钡 |
钛酸钡是一种强介电化合物材料,具有高介电常数和低介电损耗,是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一,被誉为"电子陶瓷工业的支柱"。
简介
钛酸钡是一致性熔融化合物,其熔点为1618℃。在此温度以下,1460℃以上结晶出来的钛酸钡属于非铁电的六方晶系6/mmm点群。此时,六方晶系是稳定的。在1460~130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构。在此结构中Ti(钛离子)居于O(氧离子)构成的氧八面体中央,Ba(钡离子)则处于八个氧八面体围成的空隙中(见右图)。此时的钛酸钡晶体结构对称性极高,因此无偶极矩产生,晶体无铁电性,也无压电性。
评价
钛酸钡晶体是由无数钛酸钡晶胞组成的。当立方钛酸钡晶体冷却到居里点Tc时,将开始产生自发极化,并同时进行立方相向四方相的转变。在发生自发极化的时候,其中一部分相互临近的晶胞都沿着原来立方晶胞的某个晶轴产生自发极化,而另一部分相互临近的晶胞可能沿原立方晶胞的另一个晶轴产生自发极化。这样当钛酸钡转变成四方相后,晶体就出现了沿不同方向自发极化的晶胞小单元,我们称之为电畴。也就是说,通过降低温度,晶体从顺电相转变为铁电相时,由于自发极化,引起表面静电相互作用变化,产生电畴结构。电畴的类型、畴壁的取向,除了主要由晶体的结构对称性决定外,同时还要满足以下两个条件: ① 晶格形变的连续性:电畴形成的结果,使得沿畴壁而切割晶体所产生的两个表面上的晶格连续并相匹配。 ② 自发极化分量的连续性:两相邻电畴的自发极化强度在垂直于畴壁方向上的分量相等。 因此,在四方钛酸钡单晶中,相邻电畴的自发极化方向只能相交成180°或90°,即只存在180°畴和90°畴。在单斜晶系钛酸钡中,由于自发极化沿原立方晶胞的面对角线,因此除了180°和90°畴外,还存在60°和120°畴。而在三斜晶系钛酸钡中,除了存在180°畴外,还存在60°和109°畴。[1]