铁电陶瓷

• 铁电陶瓷就是能产生铁电现象的陶瓷。主晶相多为钨钛矿型，还有钨青铜型，含铋层状化合物及烧绿石型等。用于制造电容器电光器件、红外探测器件、压电器件、介质放大器和移相器等

铁电陶瓷的特性

• （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-温度特性发生显着变化，出现峰值，并服从Curie-Weiss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。

铁电陶瓷的作用

• 常见的铁电陶瓷多属钙钛矿型结构，如钛酸钡（BaTiO3）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。利用铁电陶瓷的高介电常数可制作大容量的陶瓷电容器；利用其压电性可制作各种压电器件；利用其热释电性可制作红外探测器；通过适当工艺制成的透明铁电陶瓷具有电控光特性，利用它可制作存贮，显示或开关用的电控光特性。通过物理或化学方法制备的PZT、PLZT等铁电薄膜，在电光器件、非挥发性铁电存储器件等有重要用途。

铁电陶瓷的效应

• （1） 铁电陶瓷居里峰的展宽效应

  什么是展宽效应：指铁电陶瓷的ε与温度关系中的峰值扩张得尽可能的宽旷，平坦，即不仅使居里峰压低，而且要使峰的肩部上举，从而使材料既具有较小的温度系数αε，又具有较大的ε 值。

  展宽效应的获得：前面介绍过相变扩散可使居里区展宽，但这不是唯一的展宽效应，虽然成分起伏和结构起伏引起的相变扩散作用较明显，但要使居里峰能大幅展宽，又能具有较大的ε数值，还必须考虑其他效应。

  固溶缓冲型展宽效应：引入展宽剂

  粒界缓冲型展宽效应：铁电陶瓷多晶结构的微粒化，也能起到明显的展宽效应。

  （2） 铁电陶瓷居里峰移动效应

  铁电体居里点及其他转变点，随着组成成分的变化，作有规律地移动现象。

  （3） 铁电陶瓷重叠效应

  当两个转变点相互靠近时，不仅两峰值的高度本身有所提高，且两峰之间的区段也提高，类似于两分立峰的叠加，因而又叫重叠效应。

铁电陶瓷的疲劳与老化现象

• 1、铁电老化：初生产出来的铁电陶瓷，其某些介质参数会随储存时间逐渐变化，尤其是铁电特性变弱，这种现象就称为铁电老化（ferroelectric aging）。

  2、铁电疲劳：初生产出来的铁电材料，在长时间的交变电场作用下，其铁电性随着电场交变次数的增加而削弱称为铁电疲劳（ferroelectric fatigue）。