铁电体陶瓷电容器的容量和介质损耗会展现出随时间延长而衰 减的趋势。这种被称为老化的现象是可逆的,其产生的原因在于铁电 体晶体结构随温度而变化。
铁电介质以钛酸钡(BaTiO3)为主要成分,加入一定的氧化物以 改变材料晶体惯态和对称性,产生出铁电畴。在居里点(120°C)附 近,BaTiO3晶体结构由四方相转变为立方相,自发极化不再发生。 而当冷却通过居里点时,材料晶体结构又重新由立方相转变为四方 相,其点阵结构中不存在对称中心。Ti4+离子可以占据两个非对称位 置中的一个,从而导致永久性电偶极。由于相邻晶胞相互作用的影响 足以建立起极化畴,因此这些电偶极是自发产生和略微有序的。平行 极化畴是随机取向的(在没有外加电场作用的情况下),给系统提供 应变能。而应变能的松弛正是材料介电常数老化的原因,具有下列时 间关系:
K=K0-mloht联系欧阳:15217057671 0755-2 9120592 QQ:2355274968 可获得免费寄样服务,随时欢迎您的来 电
这里K =任意时间t处的介电常数 K0 =时间t0 (t0 < t)处的介电常数 m =衰减速率
上面公式是对数关系,如果釆用半对数图处理所得数据,其结果 将会近似于一条直线,正如下图所示。每十倍时内K (或电容量)变 化的百分数可以通过计算得出,用做衡量瓷料优劣的一个指标。
与微观结构有关,进而对极化产生影响的的因素(材料纯度、晶 粒尺寸、烧结情况、晶界、空隙率,内应力)同样也决定了畴壁移动 和重新取向的自由程度。
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例(a)老化速率=-5%/ 5十倍时=1.0% /十倍时(小时) 例(b)老化速率=-15% / 6十倍时=2.5% /十倍时(小时)联系欧阳:15217057671 0755-2 9120592 QQ:2355274968 可获得免费寄样服务,随时欢迎您的来 电
铁电体容量的时间损耗是不可避免的,尽管通过把介质加热到居 里点以上,使材料晶体结构变回“顺电”立方态的方法可以得到恢复。 但一旦冷却下来,