• 基本信息
    • 化学式:BaTiO₃
    • 外观:为白色粉末
    • 晶体结构:立方相纳米钛酸钡(50nm,100nm)和四方相纳米钛酸钡(300-500nm)

性能特点

  • 压电效应:在电场或机械力作用下,会引起电介质中带电粒子的相对位移而发生极化,进而产生表面电荷。当受到压力改变形状时,会产生电流,反之,通电时又会改变形状,可用于制作传感器、驱动器等器件。
  • 铁电性能:在直流电场作用下会产生极化效应,立方相向四方相在居里相变温度(120℃)下转化后,晶体具有电畴结构和铁电、压电性。
  • 高介电常数与低介电损耗:具有高介电常数、低介电损耗的特点,使其成为高频元件中不可或缺的材料,可用于制造高性能的电容器等。
  • 正温度系数效应:在铁电转变温度附近,其电阻随温度的升高发生阶跃变化,这种电阻率随温度升高而增大的性质即正温度系数(PTC)效应,可用于制备热敏电阻等器件。
  • 光学特性:纳米尺寸的四方相钛酸钡具有独特的光致发光性和光催化活性,可用于有机污染物降解。

制备方法

  • 水热法:在密封的压力容器中,以水为溶剂,在一定的温度和水的自生压力下,将含分散 TiO₂细粒子的 Ba (OH)₂水溶液进行水热处理,形成钛酸钡粉体。该方法制得的钛酸钡晶体发育完整,粒度小且分布均匀,颗粒之间少团聚,颗度可控,但反应环境条件苛刻,对设备要求高。

应用领域

  • 电子元器件:是制造多层陶瓷电容器(MLCC)的关键材料,MLCC 已被广泛应用于通讯、计算机及外围产品、消费类电子等领域。还可用于制作热敏电阻,实现温度检测、电路限流等功能。
  • 传感器领域:利用其压电效应,可制作压力传感器、加速度传感器、位移传感器等,用于测量压力、振动、加速度等物理量。在医疗领域,可制成脉搏记录器;在工业领域,可用于监测设备的运行状态等。
  • 驱动器领域:作为压电陶瓷驱动器的材料,可将电能转化为机械能,用于精密定位、微位移控制等方面,如在扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)等仪器中用于实现样品的精密扫描和定位。
  • 声学领域:可用于制造超声波发生器、超声波换能器等器件,在超声清洗、超声焊接、超声检测、医学超声成像等方面有重要应用。
  • 光学领域:由于其具有光折射效应和非线性光学效应,可用于制作光学调制器、光开关、光存储器件等,在光通信、光信息处理等领域具有潜在的应用价值。

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