什么是铁电陶瓷(What Ferroelectric Ceramics)？

铁电陶瓷是一类晶体热释电材料，也就是说，当冷却到某一特定温度以下时，材料会发生电极化。这方面的临界温度是居里点，这也许更为人所知的温度，高于此温度，铁磁性材料（如铁）失去磁性。然而，铁电性一词与铁没有直接联系。在显示铁...

铁电陶瓷是一类晶体热释电材料，也就是说，当冷却到某一特定温度以下时，材料会发生电极化。这方面的临界温度是居里点，这也许更为人所知的温度，高于此温度，铁磁性材料（如铁）失去磁性。然而，铁电性一词与铁没有直接联系。在显示铁电效应的材料中，极性可以在适当方向的电场的影响下反转许多具有这种特性的陶瓷材料可以通过将粉末状成分加热到所需温度并在材料冷却时进行结晶来制造。具有此特性的工人材料通常具有钙钛矿晶体结构，这一术语来源于矿物钙钛矿（CaTiO3），或钛酸钙。这些化合物的通式为ABX3，其中A是一个大的阳离子，B是一个小得多的阳离子，X是一个阴离子，通常是氧。这些材料的晶体结构使得"A"阳离子形成立方晶格，每个立方体内，"B"阳离子被六个"X"阴离子包围。钙钛矿结构没有对称中心，因为"B"阳离子倾向于偏离中心，这对于铁电效应至关重要。具有这种晶体结构的铁电陶瓷有钛酸钡（BaTiO3）、钛酸铅（PbTiO3）和铌酸钾（KNbO3）：当外加电场时，"B"阳离子会根据电场的方向改变晶格中的位置，当电场被切断时，这些阳离子会保持在这些位置。这导致材料变得电极化然而，"B"阳离子的位置可以通过施加不同方向的电场来改变，铁电存储器是铁电存储器中最重要的应用之一，铁电陶瓷的优点是在没有电源的情况下可以保存数据。铁电陶瓷也非常适合用于电容器。由数百片钛酸钡薄板和印刷电极组成的多层电容器大量生产，用途广泛，例如，在超声波成像和高灵敏度红外相机中，其他应用包括薄膜铁电陶瓷，可用于光导纤维和光学存储显示器。

发表于 2020-09-18 02:12
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分类：科学教育

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