鈦酸鋇的性能參數(shù)
時(shí)間：2022-09-16
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鈦酸鋇是一種典型鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)晶體，具有高介電常數(shù)、低介電損耗、較大的電阻率，高耐壓強(qiáng)度和優(yōu)異的絕緣性能等特性，廣泛應(yīng)用于多層陶瓷電容器（MLCC）、熱敏電阻器（PTCR）、電光器件和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（FRAM）等方面，是電子功能陶瓷器件的基礎(chǔ)原料，因此被廣大學(xué)者和生產(chǎn)廠家稱為電子陶瓷產(chǎn)業(yè)的支柱。
鈦酸鋇晶胞結(jié)構(gòu)（a）為立方相，（b）、（c）為四方相
1、鈦酸鋇用于多層陶瓷電容器（MLCC）
多層陶瓷電容器又稱為獨(dú)石電容器，是當(dāng)今世界上使用量最大的片式電子元器件，具有電容量大、外形尺寸小、良好的密封特性等。MLCC作為基礎(chǔ)的電子元件，在移動(dòng)通信、家用電器、汽車電子、航空軍工等領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用。
多層陶瓷電容器（MLCC）
在20世紀(jì)50年代已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)由鈦酸鋇制備的MLCC。MLCC是以電子陶瓷材料為電介質(zhì)，將配制好的陶瓷漿料通過(guò)絲網(wǎng)印刷或流延的方法制備出陶瓷介質(zhì)厚膜，然后在介質(zhì)厚膜上印刷內(nèi)電極，將印刷好電極的陶瓷厚膜交替錯(cuò)開(kāi)并熱等靜壓，形成多個(gè)厚膜電容器并聯(lián)的形式，再經(jīng)過(guò)燒結(jié)，涂覆外電極漿料得到多層陶瓷電容器。
近年來(lái)隨著電子器件小型化的發(fā)展，MLCC的介質(zhì)層厚度在不斷減小且介質(zhì)層數(shù)量在不斷增加，含有500層以上且每層厚度為2μm的MLCC已經(jīng)被研制出。MLCC如此快速的發(fā)展必將導(dǎo)致市場(chǎng)對(duì)其原料提出更高的要求，其中鈦酸鋇粉體是制備MLCC的基礎(chǔ)原材料之一，市場(chǎng)份額約占在60%-70%，因此對(duì)鈦酸鋇粉體的改良尤為重要。為了制備更薄性能更佳的介質(zhì)層，高純納米級(jí)單分散鈦酸鋇粉體的制備方法成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者所關(guān)注的熱點(diǎn)。
2、鈦酸鋇用于正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTCR）
具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻器件幾乎在所有工程領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。制作PTC熱敏電阻器通常采用鈦酸鋇陶瓷材料，具有鐵電性的半導(dǎo)體化鈦酸鋇，當(dāng)溫度達(dá)到居里點(diǎn)Tc時(shí)，它由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较?，此時(shí)電阻率躍增幾個(gè)數(shù)量級(jí)（103-107倍），PTCR就是根據(jù)這個(gè)特性制作的。半導(dǎo)體化鈦酸鋇陶瓷制作的PTCR其中一個(gè)重要應(yīng)用就是作為溫度或溫度相關(guān)參數(shù)的檢測(cè)及控制器。
3、鈦酸鋇用于其他特種陶瓷
壓電性能是指晶體極化狀態(tài)隨外加應(yīng)力變化的性質(zhì)，包括正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)?；阝佀徜^良好的壓電性能，主要被應(yīng)用于聲音傳感器、超聲馬達(dá)、醫(yī)學(xué)成像、電子點(diǎn)火器、蜂鳴器等方面。
鈦酸鋇的壓電效應(yīng)
鐵電性是指晶體能夠發(fā)生自發(fā)極化，且自發(fā)極化方向隨著外加電場(chǎng)方向變化而變化的一種性能。基于鈦酸鋇良好的鐵電性能，可用于鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（FRAM）、鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FFET）、鐵電動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（FDRAM）等方面。
鈦酸鋇晶胞結(jié)構(gòu)（a）為立方相，（b）、（c）為四方相
1、鈦酸鋇用于多層陶瓷電容器（MLCC）
多層陶瓷電容器又稱為獨(dú)石電容器，是當(dāng)今世界上使用量最大的片式電子元器件，具有電容量大、外形尺寸小、良好的密封特性等。MLCC作為基礎(chǔ)的電子元件，在移動(dòng)通信、家用電器、汽車電子、航空軍工等領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用。
多層陶瓷電容器（MLCC）
在20世紀(jì)50年代已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)由鈦酸鋇制備的MLCC。MLCC是以電子陶瓷材料為電介質(zhì)，將配制好的陶瓷漿料通過(guò)絲網(wǎng)印刷或流延的方法制備出陶瓷介質(zhì)厚膜，然后在介質(zhì)厚膜上印刷內(nèi)電極，將印刷好電極的陶瓷厚膜交替錯(cuò)開(kāi)并熱等靜壓，形成多個(gè)厚膜電容器并聯(lián)的形式，再經(jīng)過(guò)燒結(jié)，涂覆外電極漿料得到多層陶瓷電容器。
近年來(lái)隨著電子器件小型化的發(fā)展，MLCC的介質(zhì)層厚度在不斷減小且介質(zhì)層數(shù)量在不斷增加，含有500層以上且每層厚度為2μm的MLCC已經(jīng)被研制出。MLCC如此快速的發(fā)展必將導(dǎo)致市場(chǎng)對(duì)其原料提出更高的要求，其中鈦酸鋇粉體是制備MLCC的基礎(chǔ)原材料之一，市場(chǎng)份額約占在60%-70%，因此對(duì)鈦酸鋇粉體的改良尤為重要。為了制備更薄性能更佳的介質(zhì)層，高純納米級(jí)單分散鈦酸鋇粉體的制備方法成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者所關(guān)注的熱點(diǎn)。
2、鈦酸鋇用于正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTCR）
具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻器件幾乎在所有工程領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。制作PTC熱敏電阻器通常采用鈦酸鋇陶瓷材料，具有鐵電性的半導(dǎo)體化鈦酸鋇，當(dāng)溫度達(dá)到居里點(diǎn)Tc時(shí)，它由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较?，此時(shí)電阻率躍增幾個(gè)數(shù)量級(jí)（103-107倍），PTCR就是根據(jù)這個(gè)特性制作的。半導(dǎo)體化鈦酸鋇陶瓷制作的PTCR其中一個(gè)重要應(yīng)用就是作為溫度或溫度相關(guān)參數(shù)的檢測(cè)及控制器。
3、鈦酸鋇用于其他特種陶瓷
壓電性能是指晶體極化狀態(tài)隨外加應(yīng)力變化的性質(zhì)，包括正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)?；阝佀徜^良好的壓電性能，主要被應(yīng)用于聲音傳感器、超聲馬達(dá)、醫(yī)學(xué)成像、電子點(diǎn)火器、蜂鳴器等方面。
鈦酸鋇的壓電效應(yīng)
鐵電性是指晶體能夠發(fā)生自發(fā)極化，且自發(fā)極化方向隨著外加電場(chǎng)方向變化而變化的一種性能。基于鈦酸鋇良好的鐵電性能，可用于鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（FRAM）、鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FFET）、鐵電動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（FDRAM）等方面。
