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鐵電陶瓷
鎖定
- 改性效應
- 展寬效應、移動效應和重疊效應 [4]
- 特 性
- 鐵電性 [1]
- 應 用
- 製作大容量的電容器 [2]
鐵電陶瓷介紹
具有鐵電性的陶瓷。在低於居里温度時具有自發極化性能。陶瓷中具有許多電疇,鐵電陶瓷的重要特徵是其極化強度與施加電壓不成線性關係,具有明顯的滯後效應。由於這類陶瓷的電性能在物理上與鐵磁材料的磁性能相似,因而稱為鐵電陶瓷。不一定以鐵作為其主要成分。
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鐵電陶瓷鐵電效應
某些電介質可自發極化,在外電場作用下自發極化能重新取向的現象稱鐵電效應。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温度。在居里温度點,晶體由鐵電相轉變為非鐵電相,其電學、光學、彈性和熱學等性質均出現反常現象,如介電常數出現極大值。1941年美國首先製成介電常數高達1100的鈦酸鋇鐵電陶瓷。
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鐵電陶瓷常見陶瓷材料
常見的鐵電材料屬鈣鈦礦型結構,如BaTiO3、 PbTiO3、SrTiO3等。此外,鎢青銅結構材料有PbNb2O6、Sr1-xBaxNb2O6、Ba2NaNb5O15等。焦綠石結構材料有Cd2Ta2O7、Pb2Nb2O7、Cd2Nb2O7等。層狀氧化鉍結構材料有Bi4Ti3O12、PbBi2Nb2O9等。通過固溶、離子代換和摻雜改性等獲得實用的鐵電氧化物 陶瓷已達千種以上。非氧化物鐵電陶瓷正在發展。可用於產生電容、壓電、熱敏、電致伸縮、電聲、電光等效應,作為傳感、驅動、存儲、調製等器件的材料。
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鐵電陶瓷生產方法
鐵電陶瓷生產流程
鐵電陶瓷生產工藝
鐵電陶瓷的製造工藝大致相同。例如,鈦酸鋇系陶瓷用超純、超細的等摩爾碳酸鋇和二氧化鈦原料混合均勻,在1150°C左右預燒成鈦酸鋇。加入少量為改善工藝和電性能所需要的附加劑,如產生陽離子缺位的三價鑭、三價鉍或五價鈮離子附加劑,產生氧離子空位的三價鐵、三價鈧或三價鋁離子,置換鋇離子使晶格畸變的二價鍶離子以及生成液相、降低燒成温度的氧化鎂或二氧化錳等附加劑。經過粉磨或其他方法充分混合,用幹壓、輥壓或擠壓等方法成型,再在1350°C左右的氧化氣氛中燒成。還可採用熱壓燒結,高温等靜壓燒結等方法,以提高產品的質量。
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鐵電陶瓷鐵電陶瓷性能
鐵電陶瓷用途
鐵電陶瓷的特性決定了它的用途。利用其高介電常數,可以製作大容量的電容器、高頻用微型電容器、高壓電容器、疊層電容器和半導體陶瓷電容器等。利用其介電常數隨外電場呈非線性變化的特性,可以製作介質放大器和相移器等。利用其熱釋電性,可以製作紅外探測器等。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(即其電疇狀態的變化,伴隨有光學性質的改變)。通過外加電場對其電疇狀態的控制、產生電控雙折射、電控光散射、電誘相變和電控表面變形等特性。可用於製造光閥、光調製器、光存貯器、光顯示器、光電傳感器、光譜濾波器、激光防護鏡和熱電探測器等。
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- 參考資料
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- 1. 中國科學技術信息研究所.漢語科技詞系統 智能材料與結構技術卷:科學技術文獻出版社 ,2014.05:171
- 2. 楊武,鄧哲鵬,孫豫.改革世界的信息材料:甘肅科學技術出版社,2012.04:71
- 3. 第四機械工業部第一研究所.電子技術漢語主題表 試用本 英漢對照索引:第四機械工業部第一研究所,1978.03:57
- 4. 唐婕,李懋強,薛友祥,霍豔麗.環保陶瓷生產與應用:中國建材工業出版社,2018.01:241
- 5. 李恆德.現代材料科學與工程辭典:山東科學技術出版社,2002:445
- 6. 中國大百科全書出版社編輯部.中國大百科全書 化工:中國大百科全書出版社,1992.04:642
- 7. 韓長日,宋小平.精細無機化學品製造技術:,2008.08:635:科技文獻出版社,2008.08:635