铁电陶瓷材料及的应用共21页
铁电陶瓷材料的应用以及生产工艺之四
铁电陶瓷材料的应用以及生产工艺之四铁电陶瓷材料，是指具有铁电效应的一类功能性陶瓷材料，它是热释电材料的一个分支。
可用于大容量的电容器、高频用微型电容器、高压电容器、叠层电容器和半导体陶瓷电容器等，可以制作介质放大器和相移器等。
利用其热释电性，可制作红外探测器等。
也用于制造光阀、光调制器、激光防护镜和热电探测器等。
广泛应用于航天、军工、新能源产品。
这里介绍，主要是参考它的加工工艺，比如为固体电解质的加工提供一定的参考。
另一方面是顺便了解一下这特种陶瓷的用途。
室温研磨法固相反应制备铁电陶瓷粉末铁电陶瓷(Ferroelectric ceramics)是主晶相为铁电体的陶瓷材料，具有高的直流电阻率、相对低的电介质损耗角正切(0．1％～7％)、中等介电击穿强度(100～120kV／cm)以及非线性的电、机电、电光学特性，与普通绝缘材料(5～100)相比具有高的介电常数(200—10000)。
铁电陶瓷的优良性能使其广泛应用于工业和商业中，如高介电常数电容器、压电声纳和超声传感器、无线电和信息过滤器、热释电装置、医疗诊断传感器、正温度系数(PTC)传感器、超声马达和电光光阀等。
铁电陶瓷中存在孔隙时会使损耗角正切增大，且一些特殊应用如压电传感器和致动器的机械强度直接与材料的密度有关，因此很多应用中都需要全致密的铁电陶瓷(理论密度>95％)以获得最佳的性能。
铁电陶瓷的密度通常随烧结温度的升高而增大。
然而，含铅、铋铁电材料的烧结温度不宜过高，因为铅、铋易挥发，而且高温也会导致晶粒反常长大，损害铁电陶瓷的性能。
而目前主要使用细或超细粉末及辅助烧结来降低铁电陶瓷的烧结温度。
因此，制备致密且晶粒大小适当的铁电陶瓷尤其重要，探讨新的铁电陶瓷粉末的制备方法具有重要意义。
铁电陶瓷粉末的制备方法A：常规制备方法材料的性能与其加工方法密切相关，故铁电陶瓷粉末的合成方法对铁电陶瓷的显微结构、电学和光学性能有很大影响。
对氧化物原料进行固态反应可合成铁电陶瓷粉末，但由于晶粒相对粗大，因而需要较高的烧结温度来获得目标成分和预期性能的铁电陶瓷。
铁电材料及其应用
铁电材料及其应用
一、铁电材料及其应用
铁电材料是一种极具应用潜力的新材料，它具有电磁、光学、显示器件等多种性能。
它是一种由铁和氧组成的，具有结构相转变行为的材料，能够转变成一种带有特殊电学性质的材料。
铁电材料的特性使它便于应用于多种领域，如电子器件、飞行控制、传感器技术、通信、电气驱动、智能材料、能量存储、可控介质和生物医疗技术等。
1.铁电显示器
铁电显示器是一种由铁电材料制成的显示器件，具有较高的视觉效果和触摸效果，用于可视化图形的显示。
目前，铁电显示器被广泛应用于汽车仪表盘、手机、智能家电、机器人、医疗设备和消费电子产品等。
铁电显示器的特点是显示屏平稳性好，结构紧凑，受雾度影响小，亮度较高，使用寿命长等。
2.铁电传感器
铁电传感器是一种能够将外界信号转换为电子信号的装置，是一种新型传感器，具有抗振动、抗湿度、精度高、重量轻、体积小等优点。
它的主要作用是提供外界信息，通过特定的电子系统进行处理，使人们更易于控制和管理复杂、动态系统中的状态。
铁电传感器常用于电力监控、飞机控制系统、可控介质分析技术、机器人控制技术和汽车自动控制系统等领域。
铁电陶瓷的应用
铁电陶瓷的应用铁电陶瓷是一种特殊的陶瓷材料，具有铁电性质，能够在电场的作用下产生电极化，因此在许多领域都有广泛的应用。
下面将就铁电陶瓷在电子产品、医疗领域、能源行业和航空航天领域的应用进行详细介绍。
一、电子产品领域铁电陶瓷可用于电子产品中的压电元件、传感器和微机电系统等方面。
在压电元件中，铁电陶瓷能够在电场的作用下产生变形，因此可用于制造压电换能器，如压电陶瓷谐振器、压电陶瓷声波传感器等，广泛应用于手机、电脑、无线通信设备等电子产品中。
铁电陶瓷的压电性质也使其成为一种优秀的传感器材料，可用于制造加速度传感器、压力传感器等，应用于汽车、航空航天等领域。
在微机电系统中，铁电陶瓷可以作为微型压电马达、微型压电致动器等微型机电设备的材料，有望在微机电系统领域发挥重要作用。
二、医疗领域铁电陶瓷在医疗领域的应用主要体现在超声诊断设备和超声治疗设备中。
铁电陶瓷通过其压电效应可以将电能转化为机械能，被应用于超声探头中，用于超声成像、超声检查等医学诊断手段。
在超声治疗设备中，铁电陶瓷也可用于制造超声振荡器、超声换能器等设备，用于进行超声治疗、超声碎石等医学治疗手段。
三、能源行业在能源行业中，铁电陶瓷可以用于制造压电发电装置、压电储能装置等设备。
通过铁电陶瓷的压电效应，可以将机械能转化为电能，因此可以应用于压电发电装置中，例如压电陶瓷发电装置、压电陶瓷振动发电装置等，用于收集环境中的振动能量、压力能量、声波能量等，实现能源的收集和转化。
铁电陶瓷也可以作为储能装置的材料，用于制造高效的压电式储能装置，可以在电能较少的地方储存能量，为一些特殊场合提供电能支持。
四、航空航天领域在航空航天领域，铁电陶瓷的应用主要体现在航空航天制导系统、主动噪音控制系统等方面。
通过铁电陶瓷的压电效应，可以实现超高精度的航空制导系统，例如利用压电陶瓷制造的压电陶瓷马达、压电陶瓷致动器等机电装置，可以实现航空器舵面的微小调整和控制。
铁电陶瓷也可以用于制造主动噪音控制系统中的压电换能器、压电陶瓷传感器等，通过其压电特性调整和控制飞机、航天器的噪音和振动，提高航空航天器的舒适性和性能稳定性。
铁电压电陶瓷
铁电压电陶瓷
铁电压电陶瓷是一种特殊的陶瓷材料，具有铁电和压电效应。
铁电效应是指在外加电场的作用下，铁电材料可以产生一个永久极化。
压电效应是指在外加力或压力的作用下，铁电材料可以产生一个电荷或电势。
铁电压电陶瓷由于具有这两种特殊效应，被广泛应用于传感器、驱动器、存储器等领域。
铁电压电陶瓷材料通常由铜酸钛钽（PZT）等多种陶瓷晶体组成，其中铌酸铋铜酸钛（BNKT）也是一种常见的铁电压电陶瓷材料。
这些材料具有高的压电系数、良好的铁电性能和优异的稳定性，可以在宽温度范围内保持其性能。
铁电压电陶瓷材料可应用于超声波发生器、传感器和致动器等领域。
例如，在超声波发生器中，铁电压电陶瓷材料可以将电能转化为机械振动，产生超声波。
在传感器中，铁电压电陶瓷可以将机械变形转化为电信号，实现物理量的测量。
在致动器中，铁电压电陶瓷可以根据外加电压的变化引起材料的形变，实现精确的控制和调节。
总的来说，铁电压电陶瓷具有优异的压电和铁电性能，广泛应用于多个领域。
随着技术的不断发展，铁电压电陶瓷也在不断改进与创新，将为各种应用提供更高效、可靠的解决方案。
BaTiO3 铁电体陶瓷
的电价， N一正离子的配位数； Z- ＝
i
k
Z
N
，
Z-一负离子的电价， k一与该负离子相关联的静电键 数目， i一与某个负离子相邻的第i个正离子。
§ 1.2 鲍林规则
这就是说，正离子将其电价平均分配给与它相邻的负离 子，同理，负离子也将其电价平均分配给它相邻的正离
电子陶瓷材料
绪
论
现代陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷两大 类，是航天、新能源、新材料、微电子、 激光、海洋工程和生物工程等高新技术的 重要组成部分和不可缺少的物质基础，也 是当前高技术竞争的热点之一。
功能陶瓷是利用其特有的 电、磁、声、光、热、弹等 直接效应及其耦合效应所提 供的一种或多种性质来实现 特定的使用功能。
2.不等径球的密堆积
金属氧化物中，氧的电负性为χo=3.5，金属
的电负性χm=0.7~0.8,因此离子键成份很大。
氧离子半径1.4Å，一般金属离子半径0.7 Å左
右，远比O2-离子小，因此在形成晶体时，为
使自由能最低，往往由半径较大的O2-离子作
紧密堆积，金属离子堆充在氧密堆积形成的
空隙中.
下面讨论氧离子形成的各种空隙及这些空隙所能填充 的正离子的大小。
电子陶瓷——无机多晶体
微观结构上，陶瓷是介乎单 晶与玻璃之间的一类物质
●电子陶瓷的主要化学结合力： 离子键及共价键 ●化学组成主要有： 碳、氧化物、氮化物、碳化物以及硼 化物等
●电子陶瓷晶相的晶体结构：
•单质材料主要有石墨和金刚石结构； •AB型化合物主要有NaCl（岩盐）型结构、立方ZnS（闪锌 矿）型结构、六方ZnS（纤维锌矿）型结构等； •AB2型化合物主要有CaF2（萤石）型结构、TiO2（金红石） 型结构等； •A2B3型化合物则以α-Al2O3（刚玉）型结构为代表； •ABO3型化合物主要有CaTiO3（钙钛矿）型结构、FeTiO3 （钛铁矿）型结构及CaCO3（方解石）型结构； •AB2O4型化合物最重要的结构是尖晶石结构，典型材料包
铁电材料的性质和应用研究
铁电材料的性质和应用研究铁电材料自引起学界和工业界广泛关注以来，一直是材料科学领域的研究热点之一。
铁电材料的特殊性质和广泛的应用潜力使其成为科学家们探索的焦点。
本文将探讨铁电材料的性质以及其在电子学、储能和传感器等领域的应用。
首先，我们来了解一下铁电材料的性质。
铁电材料是一种具有自发极化性质的晶体材料。
它们能够在外电场的作用下发生自发电极化，而且在去除电场后，仍能保持残余极化。
世界上大部分铁电材料都是复合氧化物，例如铁电陶瓷PZT（锆钛酸铅），以及铁电聚合物PVDF（聚偏氟乙烯）。
铁电材料的晶格结构对其性质具有重要影响。
它们通常具有非中心对称结构，该结构使得材料内部的正负电荷错位，从而实现自发极化。
铁电材料的性质使其在电子学领域具有重要的应用价值。
由于铁电材料的电极化可通过外电场控制，因此它们被广泛用于电子存储器，例如闪存和随机存取存储器（RAM）。
铁电材料还可用于开关、传感器和振荡器等电子元件的制造。
此外，铁电材料还具有非线性光学效应，这使得它们在光通信和光存储等领域具有广泛应用。
除了电子学，铁电材料还在储能领域发挥着重要作用。
由于铁电材料在外电场下的电极化行为，它们被用来制造电容器和电阻随温度变化的元件。
铁电陶瓷材料的能量密度较高，因此被广泛应用于能量储存和转换设备，例如电池、超级电容器和电动汽车。
此外，铁电材料的高压电介质特性也使其成为高压电缆领域的理想材料。
铁电材料的独特性质还使其在传感器领域具有重要意义。
铁电材料的极化状态对应着材料的机械应变，这使得它们在压力传感器、加速度计、压力开关和声波传感器等方面有着广泛应用。
人们利用铁电陶瓷的感应电荷效应，开发出了高灵敏度的传感器，用于检测压力、温度和振动等物理量。
综上所述，铁电材料以其独特的性质和广泛的应用潜力成为材料科学研究的热点。
从电子学到储能，再到传感器领域，铁电材料都有着重要的应用。
随着科技的不断发展，人们对铁电材料的研究也将不断深入，有望推动其在更多领域的应用。
铁电材料的研究及应用
铁电材料的研究及应用近年来，铁电材料作为一种重要的功能性材料，吸引了众多研究者的关注。
铁电材料具有独特的电学性质和微观结构，广泛应用于非易失性存储器、微机电系统、传感器、耦合器件等领域。
本文将从铁电材料的基本概念、研究进展、应用前景等方面进行论述。
一、铁电材料的基本概念铁电材料是指具有铁电性质的物质，即在外加电场或温度变化下能够产生极化。
铁电材料分为普通铁电材料和复合铁电材料两类。
普通铁电材料包括铁电单晶体和铁电陶瓷，具有高极化强度、宽温度稳定性、优良的隔离性和储存性等特点。
而复合铁电材料由铁电材料和非铁电材料复合而成，具有较高的压电常数和电容比，适合用于超声波换能器、振动器等领域。
二、铁电材料的研究进展随着科技的不断发展和人们对新型功能材料的需求增加，铁电材料得到了广泛关注。
研究者们通过改变化学成分、晶体结构、形貌和掺杂等方法，不断改善铁电材料的性能。
铁电材料的研究涉及材料合成、结构表征、性能测试等方面，需要运用各种先进的材料科学与研究技术。
下面列举几个铁电材料的研究进展。
1、高性能陶瓷铁电材料高性能陶瓷铁电材料具有优良的电学、光学、机械和磁学性质，被广泛用于传感器、换能器、储存器等领域。
近年来，研究人员提出了各种新型高性能陶瓷铁电材料，如Pb(Zr,Ti)O3（PZT）、BiFeO3（BFO）、BaTiO3等。
其中，BFO材料因其良好的自旋极化和铁电性质，成为了当前最热门的铁电材料之一。
2、复合铁电材料复合铁电材料由两种或多种材料复合而成，具有较高的压电常数和电容比，适用于超声波换能器、振动器等领域。
研究者们采用氢氧化钛、氢氧化铝、氧化物和无机塑料等材料进行复合，获得效果较好的复合铁电材料。
3、铁电单晶体铁电单晶体是铁电材料的一种，具有优异的极化与介电性能。
铁电单晶体已被广泛应用于微波器件、表面声波器件、光纤通信、声光开关、军事雷达等领域。
铁电单晶体是在单晶生长过程中控制晶体生长方向，使晶体中的极化方向具有一致性，从而获得铁电性能。
铁电陶瓷材料的应用以及生产工艺之一
铁电陶瓷材料的应用以及生产工艺之一铁电陶瓷材料，是指具有铁电效应的一类功能性陶瓷材料，它是热释电材料的一个分支。
可以制作大容量的电容器、高频用微型电容器、高压电容器、叠层电容器和半导体陶瓷电容器等，可以制作介质放大器和相移器等。
利用其热释电性，可以制作红外探测器等。
也可用于制造光阀、光调制器、激光防护镜和热电探测器等。
广泛应用于航天、军工、新能源产品。
这里介绍的目的，主要是参考它的加工工艺，比如为固体电解质的加工提供参考。
另一方面是顺便了解一下这特种陶瓷的用途。
一般性描述：铁电陶瓷(ferroelectric ceramics)材料，是指具有铁电效应的一类材料，它是热释电材料的一个分支。
铁电陶瓷的主要特性为：(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-温度特性发生显著变化，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。
其电性能：高的抗电压强度和介电常数。
在一定温度范围内(-55～+85℃)介电常数变化率较小。
介电常数或介质的电容量随交流电场或直流电场的变化率小。
铁电陶瓷拥有优良的电学性能，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；介电常数随外加电场呈非线性变化。
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，其具有很高的应用前景。
铁电陶瓷的特性决定了它的用途。
利用其高介电常数，可以制作大容量的电容器、高频用微型电容器、高压电容器、叠层电容器和半导体陶瓷电容器等，电容量可高达0.45μF/cm2。
陶瓷材料在电力电子器件中的应用研究
陶瓷材料在电力电子器件中的应用研究摘要：电力电子器件在能源转换和电力控制方面发挥着重要作用。
为了提高电力电子器件的性能和可靠性，陶瓷材料被广泛应用于电力电子器件中。
本文对陶瓷材料在电力电子器件中的应用进行了综述，并对未来的发展趋势进行了展望。
关键词：陶瓷材料，电力电子器件，应用研究1. 引言电力电子器件作为现代电力系统中的重要组成部分，广泛应用于电力转换、传输和控制等领域。
为了满足电力电子器件在高温、高电压、高频率等恶劣环境下的工作要求，传统的金属材料已经无法满足要求了。
因此，陶瓷材料作为一种具有良好物理、化学和电特性的材料，逐渐引起了人们的关注。
本文将详细介绍陶瓷材料在电力电子器件中的应用研究。
2. 陶瓷材料的特性2.1 高温稳定性陶瓷材料具有优异的高温稳定性，能够在高温环境下保持较好的物理特性和电性能。
这使得陶瓷材料成为电力电子器件中的理想材料。
2.2 电绝缘性陶瓷材料具有较高的电绝缘性能，可以有效地隔离高电压环境下的电力电子器件。
这不仅能提高电力电子器件的安全性，还能减少电力损耗。
2.3 尺寸稳定性陶瓷材料的尺寸稳定性好，不受温差等因素的影响。
这使得陶瓷材料在高温环境下仍能保持良好的机械性能和形状稳定性。
2.4 耐腐蚀性陶瓷材料具有优异的耐腐蚀性能，能够抵抗氧化、酸碱等恶劣环境的侵蚀。
这使得陶瓷材料在电力电子器件中能够长期稳定运行。
3. 陶瓷材料在电力电子器件中的应用3.1 陶瓷绝缘基板陶瓷绝缘基板是现代电力电子器件中常用的组件，用于隔离和支撑电极和其他器件。
陶瓷材料的高绝缘性和尺寸稳定性使得其成为制造绝缘基板的理想材料。
常见的陶瓷绝缘材料包括氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷等。
3.2 陶瓷散热基板陶瓷散热基板是用于电力电子器件散热的重要组件。
陶瓷材料具有优良的导热性能和尺寸稳定性，能够有效地将热量传导导出。
常见的陶瓷散热材料包括氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷等。
3.3 陶瓷电容器陶瓷电容器是电路中常用的元件，用于储存和释放电荷。
铁电、压电陶瓷及其应用
铁电、压电陶瓷及其应用在天然水晶（α石英晶体）的晶片上，若沿一定方向施加压力后，它的相应的两个面上就会带电（图1），这就是把机械能（压力）转变成了电能；相反，若将晶片放入交变电场中，晶片就会产生相应的形变而引起振动，也就是说把电能转变成了机械能。
这种机械能与电能相互转换的现象就叫压电效应，机械能转变为电能为正压电效应，电能转变为机械能为逆压电效应。
压电效应这种现象是1880年由法国的P-居里和J－居里兄弟首先发现的。
具有这种效应的晶体叫做压电晶体。
1894年，科学家沃伊特(Voigt)根据压电晶体的结构特征提出，在32种点群的晶体中，只有20种非中心对称点群的晶体才有压电效应。
在正压电效应中，单位面积产生的电荷数与应力成正比；在逆压电效应中，应变与电场强度成正比。
由图1可知，水晶晶体在不受力时，其正电荷中心与负电荷中心重合，整个晶体的总电矩为零，晶体表面不带电（图1a）.当晶体受力时,由于形变而导致正负电荷中心不再重合,晶体两端表面就带电了(图1b为受压,图1c为受拉),这种正负电荷中心不重合的现象叫做极化.也有少数压电晶体由于本身内部的特殊结构,在没有外电场的情况下就存在着极化现象,这样的极化为自发极化.这种具有自发极化的晶体中存在一些自发极化取向一致的微小区域,称为电畴.当其被放入电场中后,原来随机混乱取向的电畴就会沿电场方向取向,若电场再反向,自发极化单元也会跟着反向,其极化与电场的关系见图２,是一根回线,称之为电滞回线 ,与铁磁体的磁滞回线形状类似,所以人们把这类晶体称为铁电体(其实晶体中并不含有铁),这个回线就是铁电体的标志.显然 ,铁电体是压电体中的一种。
自然界中具有压电效应的压电晶体很多 ,但往往成为陶瓷材料以后不呈现压电性能,这主要是因为陶瓷是一种多晶体,由于其中各细小晶粒的紊乱取向,因而各晶粒间压电效应会互相抵消,宏观不呈现压电效应。
铁电陶瓷中虽存在自发极化，但各晶粒间自发极化方向杂乱因此宏观无极性。
铁电材料的应用
铁电材料的应用一、什么是铁电材料铁电材料是一类具有铁电性质的材料，其特点是在外加电场下会出现极化现象，即正负电荷分离并形成极。
铁电材料广泛应用于传感器、存储器、压电元件等领域。
二、铁电材料的种类1. 铁酸钛（PZT）：是最常用的铁电材料之一，具有良好的压电效应和介电常数，在声学和振动传感器等领域得到广泛应用。
2. 铌酸锂（LiNbO3）：具有高的光学非线性系数和优异的光学性能，在光通信和激光技术中被广泛应用。
3. 铅镁钽酸锆（PMN-PT）：具有极高的压电系数和介电常数，在超声成像等领域有着广泛的应用前景。
4. 氧化锶钡（BSO）：具有光学非线性效应，在激光技术中被广泛应用。
三、铁电材料的应用1. 传感器：由于铁电材料具有良好的压电效应和介电常数，因此可以制成各种传感器，如声学传感器、压力传感器、温度传感器等。
铁电材料的高灵敏度和高稳定性使其在工业自动化和医疗设备等领域得到广泛应用。
2. 存储器：铁电材料具有非挥发性存储性能，可以制成非易失性存储器。
相比于闪存和DRAM等存储器，铁电存储器具有更高的速度、更低的功耗和更长的寿命。
3. 压电元件：铁电材料具有良好的压电效应，在机械振动控制、超声波发生和检测等领域得到广泛应用。
例如，铁电陶瓷可以制成超声换能器，在医疗诊断和治疗中发挥重要作用。
4. 光学元件：铁电材料具有光学非线性效应，在激光技术中得到广泛应用。
例如，铌酸锂可以制成调制器、频率倍增器等元件，在光通信中起着重要作用。
四、铁电材料的未来发展随着科技的不断进步，人们对材料性能的要求也越来越高。
铁电材料具有良好的电学、光学、机械和热学性能，因此在各个领域都有着广泛的应用前景。
未来，随着新型铁电材料的不断涌现，铁电材料必将在更多领域得到应用，为人类社会的发展做出更大贡献。
功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇
§1.5 铁电陶瓷的应用
• 铁电陶瓷一般具有如下特性： ）higher dielectric constants (K = 200-10000) than ordinary insulating substances ( K= 5-100), making them useful as capacitor and energy storage materials. ）relatively low dielectric loss (0.1%-5%) ）high specific electrical resistivity ( > 1013 -cm) ）moderate dielectric breakdown strengths (100-120KV/cm for bulk and 500-800kV/cm for thin films) ）nonlinear electrical behavior (hysteresis loop) which results in an electrically variable dielectric constant ）electromechanical and electrooptic properties
U
+22 to -56
V
+22 to -82
III 类: 半导型陶瓷电容器--晶界层电容器 • 半导化SrTiO3, BaTiO3等陶瓷材料
陶瓷电容器的种类:
• 薄膜电容器 (Thin-Film Capacitors) • 厚膜电容器 (Thick-Film Capacitors) • 园片电容器 (Single-Layer Discrete Capacitors) • 多层电容器（Multilayer Ceramic Capacitors, MLCC） • 阻挡层电容器 （Barrier-Layer Capacitors）
铁电陶瓷的特性,介绍其潜在应用
多层电容 压电变换器
压电马达 压电驱动器 电致伸缩驱
动器
块材
介电电容器 红外探测器
压电传感和 驱动器 电光快门
电光显示器
膜材
非易失随 机存储器
阻挡层 集成光学 抗反射膜
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非易失随机存储器
普及型室内幕帘式被动红 外线移动探测器，尤其适 合于小区防盗使用，外形 时尚精致，线条流畅
压电陶瓷马达
高介电型陶瓷 电容器常数
图4 不同应力下的电滞回线
12
2.4 软硬性铁电陶瓷的比较
比较两条曲线[2]
相同点：包括初始近似线性段,曲
线斜率先从递减向递增转化的非线 性段,以及在应力增加到一定值时, 又变成曲线斜率较大的近似线性段. 并且,非线性曲线上从斜率递减向 递增转化的拐点G处应力值． 不同点：对于硬PZT4大约为 125MPa,软PZT4在70MPa左右.这 表明PZT铁电陶瓷在载荷作用下的
4
1、铁电陶瓷的电畴理论 900
↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ →→→
图中 小方格代表晶胞 箭头代表电矩方向
↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ → →→→ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ →→ →→→ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ →→→ →→→
↑ ↑ ↑ ↓ →→→→ →→→
1800 图1 BaTiO3电畴结构示意图
5
在同一晶粒内具有相同取向的自发极化和自发 应变的晶胞团称为电畴[4].
应力应变非线性响应与压电材料微 观电畴偏转密切相关．
图５ 软硬铁电陶瓷的应力－电位移曲线
根据两者对应力的敏感性不同，可以在应用在不同的领域．
13
ห้องสมุดไป่ตู้
3、铁电陶瓷的特性及其应用
以上介绍了电滞回线的变化规律及其原因，我们深刻的认识到 电畴翻转是铁电陶瓷产生非线性曲线的原因，也正是有了这一 理论，使我们对铁电陶瓷产生了浓厚的兴趣，在对它的认识过 程中挖掘出了许多有利于人们生活的应用[3]。
陶瓷材料在金属冶炼中的应用
04
陶瓷材料在金属冶 炼中的应用
陶瓷坩埚在金属熔炼中的应用
坩埚是熔炼金属的容器，陶瓷坩埚因 其耐高温、化学稳定性好的特点，被 广泛应用于金属熔炼领域。
陶瓷坩埚对金属元素具有较高的化学 稳定性，能够减少杂质元素的引入， 提高金属纯度。
陶瓷坩埚能够承受高温环境，保证金 属熔炼过程的稳定进行。
陶瓷坩埚具有较低的热导率，能够减 缓熔融金属的冷却速度，有利于金属 的细化。
三彩、青瓷、白瓷等。
02
近代陶瓷
随着科技的发展，人们开始探索新型陶瓷材料，如高温结构陶瓷、功能
陶瓷和复合陶瓷等。这些新型陶瓷材料在航空航天、能源、环保等领域
得到了广泛应用。
03
现代陶瓷
现代陶瓷材料向着高性能、多功能、环保和智能化方向发展。新型陶瓷
材料的不断涌现，为金属冶炼等领域提供了更多的选择和应用机会。
电绝缘性
陶瓷材料具有良好的电绝缘性，可用于制造 绝缘器件。
耐磨性
陶瓷材料具有较高的硬度和耐磨性，不易被 磨损。
化学稳定性
陶瓷材料具有较好的化学稳定性，不易与酸 、碱等化学物质发生反应。
陶瓷材料的发展历程
01
古代陶瓷
陶瓷起源于中国，早在公元前11世纪的商代中期，就出现了原始瓷器。
随着时间的推移，陶瓷制作技术和艺术水平不断提高，形成了著名的唐
陶瓷材料在金属冶炼 中的应用
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2024-01-06
目录
CONTENTS
• 引言 • 陶瓷材料概述 • 金属冶炼技术简介 • 陶瓷材料在金属冶炼中的应用 • 陶瓷材料在金属冶炼中的优势与
挑战 • 结论
01
引言
背景介绍
01
金属冶炼是工业生产中的重要环 节，随着科技的发展，对金属冶 炼效率和环保性的要求越来越高 。
铁电材料研究及其应用领域
铁电材料研究及其应用领域铁电材料是指那些具有铁电性质的物质，即在外电场的作用下可以产生电极化现象的材料。
铁电材料在电子技术、光学、材料学等领域的应用越来越广泛，其研究也成为了材料科学研究的热点之一。
一、铁电材料的基本原理铁电材料是一类在晶体中存在偏移对称性的材料，这种偏移对称性是由称为铁电畴的微区域组成的。
在这些微区域内，原子、离子或分子的电荷分布偏移，形成了一定的电偶极矩，从而在外电场作用下会出现电极化现象。
值得注意的是，铁电材料的电极化方向是稳定的，即在一定的外电场作用下，它的电极化方向保持不变。
二、铁电材料的研究进展自从铁电现象首次被发现以来，铁电材料的研究一直处于高速发展期。
目前，所研究的铁电材料涵盖了多种化合物、单晶体、薄膜等多种材料形态。
研究者们还通过掺杂、合金化等手段改善了铁电材料的性能，例如提高了其铁电常数、压电常数等。
此外，随着研究的深入，铁电材料的机理也逐渐被揭示。
例如，铁电畴的形成与相变机制、电极化变化与晶体结构的关系等问题已经得到了初步解决。
三、铁电材料的应用领域1. 电子技术领域作为一种具有电极化现象的材料，铁电材料在电子技术领域的应用非常广泛。
例如，铁电随机存储器（FeRAM）是一种新型存储器件，它具有高速、耐久性强等特点。
此外，还有液晶显示器、铁电晶体管等电子元器件也应用了铁电材料。
2. 光学领域铁电材料的光学性质也很重要。
研究发现，铁电材料可以作为非线性光学器件，用于激光调制、激光脉冲收缩等领域。
3. 传感器领域由于铁电材料具有压电和电极化特性，可以在其表面贴附传感器来检测物体的压力变化、电荷变化等。
因此，铁电材料在传感器领域的应用前景广阔。
四、铁电材料的未来发展铁电材料的未来发展方向主要集中在以下几个方面：1. 新型铁电材料的研究为了开拓新的应用领域，需要不断研究新型铁电材料。
随着先进材料制备技术的不断发展，新型铁电材料的研究将成为材料科学研究的重点。
2. 铁电薄膜技术的研究铁电薄膜技术是一种在基底上制备铁电材料的方法。
铁电陶瓷
铁电陶瓷材料的研究现状尤欣欣（渭南师范学院化学与生命科学学院，08级材料化学1班）摘要：本文论述了几种具有代表性的铁电陶瓷材料的研究现状，以及人们在研究过程中产生的新问题。
这几种材料主要包括层状铁电陶瓷，弛豫型铁电陶瓷，含铅型铁电陶瓷，无铅型铁电陶瓷，以及反铁电陶瓷材料。
最后，对未来的研究与应用前景进行了展望。
关键词：铁电陶瓷；铁电性；钙钛矿；研究0前言铁电陶瓷(ferroelectric ceramics)材料，是指具有铁电效应的一类材料，它是热释电材料的一个分支。
铁电陶瓷的主要特性为：(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-温度特性发生显著变化，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。
其电性能：高的抗电压强度和介电常数。
在一定温度范围内(-55～+85℃)介电常数变化率较小。
介电常数或介质的电容量随交流电场或直流电场的变化率小。
铁电陶瓷的特性决定了它的用途。
利用其高介电常数，可以制作大容量的电容器、高频用微型电容器、高压电容器、叠层电容器和半导体陶瓷电容器等，电容量可高达0.45μF/cm2。
利用其介电常数随外电场呈非线性变化的特性，可以制作介质放大器和相移器等。
利用其热释电性，可以制作红外探测器等。
利用其压电性可制作各种压电器件。
此外，还有一种透明铁电陶瓷，具有电光效应，可用于制造光阀、光调制器、激光防护镜和热电探测器等。
目前，全球铁电元件的年产值己达数百亿美元。
铁电材料是一个比较庞大的家族，当前应用的最好的是陶瓷系列，其已广泛应用于军事和工业领域。
但是由于铅的有毒性及此类铁电陶瓷材料居里温度低、耐疲劳性能差等原因，应用范围受到了限制。
因此开发新一代铁电陶瓷材料己成为凝聚态物理、固体电子学领域最热门的研究课题之一。
铁电材料的特性及应用综述
铁电材料的特性及应用综述孙敬芝（河北联合大学材料科学与工程学院河北唐山 063009）摘要：铁电材料具有良好的铁电性、压电性、热释电以及性光学等特性以及原理，铁电材料是具有驱动和传感2 种功能的机敏材料, 可以块材、膜材(薄膜和厚膜) 和复合材料等多种形式应用, 在微电子机械和智能材料与结构系统中具有广阔的潜在应用市场。
关键词：铁电材料；铁电性；应用前景C haracteristics and Application of FerroelectricmaterialSun Jingzhi( Materials Science and Engineering college, Hebei United University Tangshan 063009,China )Abstract:Ferroelectric material has good iron electrical, piezoelectric , pyroelectric and nonlinear optical properties, such as a driver and sensing two function piezoelectric materials, can block material, membrane materials (film and thick film) and the compound Material of a variety of forms such as application, in microelectromechanical and intelligent materials and structures in the system with vast potential application market.Keywords: ferroelect ric materials Iron electrical development trend0前言晶体按几何外形的有限对称图象, 可以分为32 种点群, 其中有10 种点群: 1, 2, m , mm 2, 4,4mm , 3, 3m , 6, 6mm , 它们都有自发极化。
铁电陶瓷材料介绍及其应用PPT(22张)
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10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。
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11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。
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12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。
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2、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。
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3、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气，才变成现在所谓成熟稳重的样子。
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4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。
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• pi ----热释电系数, 单位: C/m2.K
• 大多数晶体的Ps随温度 的增加而下降,热释点 系数为负
• 在热释电体中, 高度极化状态, Ps 很高, 外场难以改变Ps方向
• 少数, 在 E 作用下 Ps 可重新定向----铁电体
• 铁电体 (Ferroelectrics) : Ps
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E Ps 重行定向-----铁电体的最重要判
第一章 铁电陶瓷材料及应用
Developmental History of Ferroelectrics
1940s Birth of ferroelectric ceramics (BaTiO3) 1950s PZT piezoelectric ceramics developed
PTC effect in BaTiO3 ceramics 1960s Transparent electro-optic PLZT ceramics 1970s The engineered ferroelectric cpmposites 1980s PMN relaxor ceramics
铁电陶瓷材料的应用以及生产工艺之二
铁电陶瓷材料的应用以及生产工艺之二铁电陶瓷材料，是指具有铁电效应的一类功能性陶瓷材料，它是热释电材料的一个分支。
可以制作大容量的电容器、高频用微型电容器、高压电容器、叠层电容器和半导体陶瓷电容器等，可以制作介质放大器和相移器等。
利用其热释电性，可以制作红外探测器等。
也可用于制造光阀、光调制器、激光防护镜和热电探测器等。
广泛应用于航天、军工、新能源产品。
这里介绍的目的，主要是参考它的加工工艺，比如为固体电解质的加工提供参考。
另一方面是顺便了解一下这特种陶瓷的用途。
铁电陶瓷制备及生产工艺之一：一种固相反应法制备铁电陶瓷材料的原理及工艺流程：（1）固相反应法是制备功能陶瓷最成熟的方法，主要依靠固相扩散传质进行反应，通常具有以下特点：固相反应一般包括物质在相面上的反映和物质迁移两个过程；一般需要在高温下进行；整个固相反应速度由最慢的速度所控制。
（2）固相反应法制备铁电陶瓷的工艺流程：方法及过程（1）配料：按制备0.1moL钛酸钡陶瓷计算原料的质量。
按照以上计算值，用电子天平称取所需原料，实际称量时应记录实际称量值。
（2）一次球磨：将配料所得的混合物，加入氧化锆球和去离子水进行球磨，将得浆料；球磨参数500转/分钟，球磨2小时；（3）一次烘干：球磨后用去离子水清洗，将清洗后的浆料放入干燥箱中鼓风干燥，温度：95℃；时间：12小时；待配料干燥到恒重后取出用研钵进行研磨；（4）预烧：将研磨后的混合物在1000-1200℃下保温4小时预烧，（5）二次球磨：将预烧后的混合物加入氧化锆球和去离子水进行球磨，球磨参数500转/分钟，球磨2小时。
（6）二次烘干：将第二次球磨后的浆料用去离子水清洗，将清洗后的浆料放入干燥箱中鼓风干燥，温度：95℃；时间：12小时；待配料干燥到恒重后取出用研钵进行研磨；（7）造粒：向烘干后的粉体中加入液体石蜡（6%）完成造粒；（8）成型：在15MPa压力下将粉体压制成φ10mm×1mm生坯片，用游标卡尺测量生坯片的直径。
铁电陶瓷材料实验研究及应用
铁电陶瓷材料实验研究及应用
孟凡志;董文
【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2001(002)003
【摘要】介绍了压电晶体材料和热释电晶体的极化强度与外电场的线性关系.并通过检测设备(电桥、示波仪、数字表)验证了线性电介质和铁电晶体是典型的非线性电介质外,其极电强度与外电场的关系呈非线性.特别是在具体温度范围内具有自发极化,而且共自发极化强度在电场中与电场强度有常规的电滞回线的形式.
【总页数】3页(P18-20)
【作者】孟凡志;董文
【作者单位】长春工程学院,机械工程系,长春,130012;长春工程学院,机械工程系,长春,130012
【正文语种】中文
【中图分类】TB333
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