２００６年第１期（第１０９期）佛山陶瓷

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钛酸钡陶瓷由于具有高介电常数、良好的铁电、介电及绝缘性能，主要用于制备电容器、多层基片、各种传感器等。钛酸钡粉体的制备方法很多，其中液相合成法因具有高纯、超细、均匀等优点而倍受青睐。美国主要以草酸盐法和其它化学合成法为主［８～１０］；日本则主要采用３５０℃以下的水热法来合成［１１］；朱启安用氢氧化钡和偏钛酸为原料，制备了纯度高、粒径小的钛酸钡粉体，能满足电子氯化工业对高质量钛酸钡粉体的需求。此外，以偏钛酸、粒径小钡、碳酸铵为原料，采用沉淀法可制备出纯度高、的钛酸钡粉体。该工艺不需加热，且时间短，可降低设备投资和生产能耗。

研究表明：把Ｌａ、Ｎｂ、Ｂｉ等掺入ＳｒＴｉＯ３中时，会产生提高介电性。因此，掺有弛豫现象，并将明显增大电容率、

上述离子的ＳｒＴｉＯ３陶瓷有极强的实用价值，可用于制造高电压和高电容的陶瓷电容器。

钛酸锶粉体的制备方法也是研究的热点，现已开发出许多化学液相粉体制备方法，如溶胶－凝胶法、共沉淀法、水热法等。张士成等［１２］以ＴｉＣｌ４水解得到的Ｈ４ＴｉＯ４胶体作为钛源，在热水溶液中制备出了ＳｒＴｉＯ３粉体。

在悬浊液中合成出碳酸铅与二氧化钛的均匀混合物，使碳酸铅均匀地附着在二氧化钛颗粒的表面，经过滤、烘干、高温煅烧后得ＰｂＴｉＯ３基质粉体。

２．３．２压电陶瓷的发展趋势

现今所用的压电陶瓷材料，主要是Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３

（ＰＺＴ）、ＰｂＴｉＯ３－ＰｂＺｒＯ３－ＡＢＯ３（ＡＢＯ３为复合钙钛矿型铁电体）及ＰｂＴｉＯ３等铅基压电陶瓷。ＰｂＯ（或Ｐｂ３Ｏ４）的含量约占原料总量的７０％。近年来欧美等国已把ＰｂＯ定为限用对象，因此，开发无铅或低铅的压电陶瓷势在必行；其研究正在日本、美国的一些大学开展。无铅压电陶瓷最早使用的是

ＢａＴｉＯ３（ＢＴ），现在主要是Ｂｉ０．５Ｎａ０．５ＴｉＯ３（ＢＮＴ）和ＫｎｂＯ３（ＫＮ）等

钙钛矿型系列。ＢＮＴ是一种Ａ位复合钙钛矿铁电体，具有铁电性强、压电常数大、介电常数小、声学性能好等优良特性，且烧结温度较低，被认为是最具吸引力的无铅压电陶瓷材料体系之一。但单纯的ＢＮＴ陶瓷矫顽场强大，在铁电相区电导率高，难以极化，其压电铁电性能也难以发挥，因此很难实用化。近年来，人们就ＢＮＴ陶瓷改性及其相变特性进行了广泛的研究，并取得了较大的进展。

２．４快离子导体陶瓷２．４．１典型的离子导体陶瓷

快离子导体陶瓷是指电导率可以和液体电解质或溶盐相比拟的固态离子导体陶瓷，又称电解质陶瓷。其离子电导率可达１０－１～１０－２Ｓ ｃｍ－１，活化能低至０．１～０．２ｅＶ。现已发现的快离子导体材料有数百种之多，其中较为典型的有氧离子导体、钠离子导体、锂离子导体和氢离子导体。

（１）氧离子导体：以氧离子为主要载流子的快离子导体。氧离子导体具有特殊的功能，已在工业上得到广泛氧泵的隔膜材料和氧传感器应用，如作为高温燃料电池、

等。发现最早、应用最广的是以二价碱土氧化物和三价稀土氧化物稳定的ＺｒＯ２固溶体。

（２）钠离子导体：美国福特汽车公司发现以钠离子为载流子的β－Ａｌ２Ｏ３在２００～３００℃有特别高的离子导电率后，钠离子导体发展成为一类重要的快离子导体。此外，骨架结构钠离子导体的研究也取得了显著进展。

（３）锂离子导体：随着高能电池研究的发展，以锂离子导体作为隔膜材料的室温全固态锂电池，由于寿命长、装配方便等优点引起了人们的重视。

（４）氢离子导体：氢离子导体又名质子导体，它在能源及电化学器件等方面有着广阔的应用前景。

２．２．２介电陶瓷的发展趋势

今后几年介电陶瓷的发展方向仍将是多层陶瓷电容器（ＭＬＣ）和微波介质陶瓷。具体表现在多层陶瓷器件的微型化、集成化和功能化。微波介质滤波器的需求是通信市场发展的结果。目前，大多数厂家的生产都集中在温度稳定的低损耗介质上。此外，随着人们环保意识的增强，含铅材料的开发将逐渐减少。

２．３压电陶瓷

２．３．１压电陶瓷的现状

压电陶瓷作为一种新型功能材料，广泛应用于传感器、气体点火器、报警器等装置中。它的应用大致分为压电振子和压电换能器两大类：前者主要是利用振子本身的谐振特性，要求压电、介电、弹性等性能稳定、机械品质因数高；后者主要是将一种能量形式转换成另一种能量形式。

钛酸铅常温下属四方晶系，当温度高于居里温度时，晶体转变为立方晶系，是理想的钙钛矿型结构。因此，钛酸铅是一种可用于高温、高频场合的压电材料。纯钛酸铅的压电性能较低，而且很难烧制，当冷却至居里点时，就会碎裂为粉末；加入少量杂质可抑制开裂，提高压电性能。

王歆［１３］等研究了以氨水－二氧化碳为混合沉淀剂，

２．４．２快离子导电陶瓷的应用及发展前景