2、鈦酸鋇壓電陶瓷BaTiO3是最早被發(fā)現(xiàn)的鐵電晶體、熔點：、有五種晶相120℃～1460℃立方晶系：不存在自發(fā)極化、無鐵電性0℃～120℃四方晶系：自發(fā)極化沿原立方相一邊（C軸）－90℃～0℃斜方晶系：自發(fā)極化沿原立方相晶脆面的對角線T＜－90℃三方晶系：自發(fā)極化沿原立方相的體對角方向T＞1460℃:由立方晶系轉(zhuǎn)為六角（方）非鐵電相晶系常溫下使用、其鐵電性與四方結(jié)構(gòu)密切相關(guān)BaTiO3四方相的軸比：自發(fā)極化軸比非極化軸長1%以指出

BaTiO3晶體的介電常數(shù)的各向異性顯著：沿極化軸方向的比垂直于極化軸方向小得多-120-6060200040006000800010001200-180BaTiO3單晶的介電常數(shù)軸方向軸方向差異表明:電場的作用下、

BaTiO3中的離子沿a軸方向具有較大的可動性BaTiO3晶體的介電—溫度特性：相變溫度附近、介電常數(shù)具有峰值離子具有較大的可動性介電常數(shù)隨溫度變化存在熱滯現(xiàn)象相變的熱滯現(xiàn)象介電常數(shù)隨溫度呈明顯的非線性變化極化后：BaTiO3陶瓷（極化過）的介電常數(shù)的各向異性比晶體小得多：常溫、未極化（各向同性）：陶瓷的介電常數(shù)與晶粒大小、陶瓷的致密性有關(guān)：晶粒越小、致密性越好，介電常數(shù)越大超細(xì)晶粒的陶瓷與晶體的相近BaTiO3陶瓷、居里點（120℃）不高、存在第二相變點（0℃）常溫介電性和壓電性不穩(wěn)、使用范圍受限擴大其使用溫度范圍的途徑：加CaTiO3加PbTiO3

居里點（120℃）向高溫移動第二相變點（0℃）明顯移向低溫3、鋯鈦酸鉛壓電陶瓷（1）鈦酸鉛壓電陶瓷鈦酸鉛的性質(zhì)：熔點：1285℃，居里溫度高：490℃晶格常數(shù)：四方鐵電相轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较唷⑹ヨF電性T>490℃軸比高、各向異性顯著矯頑場強高相變伴隨著幾何尺寸的突變和自發(fā)極化的跳躍：溫度升高、c軸縮短、a軸伸長常溫下的介電常數(shù)較低：晶體：陶瓷：可制作高頻濾波器、具有較高的Kt值(>0.40)和較好的時間穩(wěn)定性鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)、室溫下為四方鐵電晶相通常的陶瓷工藝難得到致密的純鈦酸鉛陶瓷原因：試樣冷卻通過居里點時相變伴隨著很大的應(yīng)變晶界應(yīng)力大、導(dǎo)致試樣碎裂控制試樣碎裂的途徑：晶粒小、晶界面積大、抗應(yīng)力碎裂能力大保證材料具有微晶結(jié)構(gòu)：顆粒過小、壓電性下降，一般控制在：加入等雜質(zhì)有利微晶的形成降低c/a比：引入少量的等可減小提高境界的強度：如添加：部分進入晶格、部分在晶界上析出、抑制晶粒生長、增加晶界強度各向異性造成的應(yīng)力、使之穩(wěn)定鈦酸鉛改性的途徑：加入高價離子：置換、在晶格中生成A缺位;減小c/a可得到低介電系數(shù)、耦合系數(shù)各向異性大（）、如置換部分加入一定量的機械品質(zhì)因數(shù)高的壓電陶瓷（3）鋯鈦酸鉛壓電陶瓷鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的化合物RT時，斜方反鐵電體:晶胞內(nèi)存在反平行且數(shù)值相等的偶極子對外不顯靜電偶極矩、230℃轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎巾橂娤噤喫徙U和鈦酸鉛可形成連續(xù)固溶體：熔點：1570℃居里溫度：230℃釤、銥、鈰厚/徑(2)鋯酸鉛形成的固溶體的熔點和居里點隨兩者的含量比值的不同而變化、介于兩純組分的相應(yīng)值之間鋯酸鉛和鈦酸鉛的二元固溶體的晶胞中的B位置可是，也可是50年代：開始研究；60年代：廣泛應(yīng)用；70年代：幾乎壟斷壓電陶瓷市場20400608010020030040050010000系的相圖：正交反鐵電相；：四方反鐵電相；：順電相；：不同尺寸三方鐵電相；：四方鐵電相同質(zhì)異晶相界附近：高機電耦合系數(shù)、高介電系數(shù)、高壓電系數(shù)、彈性柔順性達(dá)到最大富鈦側(cè)：四方相；富鋯側(cè)：三方相同質(zhì)異晶相界：20400608010020030040050010000同質(zhì)異晶相界是一個狹窄區(qū)域、區(qū)域內(nèi)的三方鐵電相和四方鐵電相的自由能相等、兩相均勻共存相界區(qū)、材料結(jié)構(gòu)較松弛、鐵電活性離子容易遷移、壓電效應(yīng)易顯現(xiàn)鋯鈦酸鉛固溶體壓電陶瓷的改性：途徑：離子置換或添加少量雜質(zhì)目的：獲得所需的電性能具體方法：①以等價離子置換a、置換的常用等價離子堿土金屬離子：置換后的性能改變：居里溫度下降，機電耦合系數(shù)、介電系數(shù)和壓電系數(shù)有一定的增加一定程度上能抑制鉛的揮發(fā)、促進材料致密化離子置換量一般不超過20%(wt)、否則引起材料性能的降低主要應(yīng)用于：超聲、水聲的發(fā)射換能器及高電壓發(fā)生元件b、置換的等價離子置換量應(yīng)在3%～10%(wt)以下置換后的材料性能變化：鉿置換后的材料性能變化：居里溫度下降、介電系數(shù)增加、介電系數(shù)和機電耦合系數(shù)的穩(wěn)定性有一定改善效果不顯著、實用不多②以不等價離子置換離子三類不等價置換離子：高價離子、低價離子和變化價離子置換離子在晶格中的溶解度有限、但對材料的性能影響大置換離子與被置換離子的化合價、半徑上的差異A、高價置換離子等置換離子的價數(shù)和半徑大小、決定在晶格中的置換位置晶格中生成一定量的正離子空缺高價置換離子比被置換離子帶有多的正電荷價電平衡原理主要是A空缺置換后的材料性能變化：介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、彈性柔順系數(shù)、電阻率增大；矯頑電場降低；電滯回線呈矩形；材料的老化減弱用作軟性材料、主要應(yīng)用：超聲、水聲的換能器的接收元件及電聲器件B、低價置換離子等離子置換或后與高價離子的作用相反，置換離子帶有較少正電荷晶格中生成一定量的氧離子空缺價電平衡原理置換后的材料性能變化：與高價離子的情況相反用作硬性材料、主要應(yīng)用：超聲、水聲的換能器的發(fā)射元件及高電壓發(fā)生器件C、化合價變化置換離子

等離子在中顯現(xiàn)一種以上的化合價既能產(chǎn)生A缺位、又能產(chǎn)生氧缺位，能在兩種作用之間自動補償，對材料性能產(chǎn)生微調(diào)整：降低老化速率，體電阻率、機電耦合系數(shù)稍有降低，介質(zhì)損耗稍有增加，溫度穩(wěn)定性改善置換后的材料性能：介于軟性材料和硬性材料之間、可作為：超聲、水聲換能器的發(fā)射和接收兼用元具有良好的穩(wěn)定性件及濾波器、延遲線換能器等高頻器件將電信號延遲一段時間的元件或器件

4、鋯酸鉛—鈦酸鉛—ABO3三（多）元系壓電陶瓷壓電陶瓷應(yīng)用的推廣、對材料的要求增高，僅調(diào)整PZT二元系（Zr/Ti比、參入少量其它元素）不能滿足多方面的需求三元系壓電陶瓷材料的出現(xiàn)三元系鈣鈦礦型壓電陶瓷：鋯鈦酸鉛（二元）與另一復(fù)合鐵電化合物形成的固溶體三元系壓電陶瓷材料研究很多、已得到大量的應(yīng)用復(fù)合鈣鈦礦型鐵電化合物的構(gòu)成特點：ABO3中的B位：兩種非四價的金屬離子占據(jù)：A位也可由兩種離子組成：組成離子按嚴(yán)格的比例達(dá)到化學(xué)式的電荷平衡三元系鈣鈦礦型壓電陶瓷的一般特性：較好的燒結(jié)性能、燒結(jié)溫度低，燒結(jié)時PbO

揮發(fā)少、易獲得氣孔小、密度高的均勻瓷體，機電耦合系數(shù)、介電常數(shù)、機械品質(zhì)因素等都有提高三元系鈣鈦礦型壓電陶瓷的改性：如同鋯鈦酸鉛二元系，可通過添加高價離子或變價離子對三元系（ABO3—PbZrO3—PbTiO3）改性，以滿足不同使用目的的要求、改善溫度和時間穩(wěn)定性高價離子：Lb3+,Nb5+可變價離子:Cr,Fe離子三元系壓電陶瓷種類繁多、特性變化大、應(yīng)用廣泛有代表性的幾種：（1）Pb（Mg2+1/3Nb5+2/3)O3—PbZrO3—PbTiO3鈮鎂酸鉛三元系最早發(fā)現(xiàn)具有鐵電性的三元固溶體、應(yīng)用較為廣泛簡稱：PCM（日本的PCM系列）PbTiO3PbZrO3Pb（Mg1/3Nb2/3)O3FRFTFPC鈮鎂酸鉛三元系室溫平衡相圖在室溫下有三個鐵電相：四方鐵電相（FT）：富PbTiO3

的區(qū)域菱面體鐵電相（FR）：富PbZrO3

的區(qū)域假立方鐵電相（FPC）：富Pb(Mg1/3Nb2/3)O3的區(qū)域三元系的相界：不是點、而是線（室溫二元系的四方鐵電相和菱面體鐵電相的交界為一個點：Zr/Ti:53/47）三相的交點位于：PbTiO3PbZrO3Pb（Mg1/3Nb2/3)O3FRFTFPC0.27Pb(Mg1/3Nb2/3)O3/0.38PbZrO3/0.35PbTiO3PCM典型的構(gòu)成：0.375Pb(Mg1/3Nb2/3)O3/0.375PbZrO3/0.25PbTiO3應(yīng)用：話筒、微音器、濾波器、變壓器、引燃引爆等（打火機、煤氣灶的高壓發(fā)生器）熱壓法制備可獲得密度高、晶粒小、質(zhì)地均勻的陶瓷，用于表面波技術(shù)（2）Pb（Zn2+1/3Nb5+2/3)O3—PbZrO3—PbTiO3鈮鋅酸鉛三元系特點：穩(wěn)定性好、致密度高、絕緣性能優(yōu)良、壓電性能好、耐潮濕和高電壓應(yīng)用：濾波器、加速度傳感器及其它電聲器件剎車制動加速度傳感器：加速度力電（3）Pb（Sb3+1/2Nb5+1/2)O3—PbZrO3—PbTiO3鈮銻酸鉛三元系特點：

Kp

值高、諧振頻率的溫度穩(wěn)定性好、受機械力和電氣負(fù)荷影響小、但未改性時Qm

值較低0.3Pb(Zn1/3Nb2/3)O3—0.35PbZrO3—0.35PbTiO3Kp

值可達(dá)0.80、但Qm值低加MnO2改性后可提高Qm：典型構(gòu)成：應(yīng)用：大功率發(fā)生器和高壓發(fā)生裝置0.02Pb(Sb1/3Nb2/3)O3—0.51PbZrO3—0.47PbTiO3Kp

值可達(dá)0.81、但Qm值只有85加0.30%MnO2改性:

KP:0.69,Qm:1660（4）Pb(Mn2+1/3Sb5+2/3)O3—PbZrO3—PbTiO3銻錳酸鉛三元系特點：

KP值和Qm值可同時達(dá)到較高值、介質(zhì)損耗小、致密性好、材料穩(wěn)定性優(yōu)良堿土離子置換部分鉛、并添加改性雜質(zhì)：Sr:鍶、Ce:鈰應(yīng)用：寬帶濾波器和高壓發(fā)生器（5）Pb(Li1+1/4Nb5+3/4)O3—PbZrO3—PbTiO3鈮鋰酸鉛三元系特點：機電耦合系數(shù)很高、性能穩(wěn)定性良好、應(yīng)用：寬帶濾波器及氣體點火裝置（6）