1、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
2、对低的电介质损耗角正切(017)、中等介电击穿强度(100120kVcm)以及非线性的电、机电、电光学特性，与普通绝缘材料(5100)相比具有高的介电常数(20010000)。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
3、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。但对于含铅铁电陶瓷，铅在高温烧结中可能会损失，进而恶化其电学、光学或其它有用性能。因此，要降
4、低烧结温度，必须使用晶粒细小且粒径分布窄的铁电化合物粉末。为达到这个目的，过去十几年中通过各种湿化学法合成了亚微米甚至纳米级铁电陶瓷粉末及其他陶瓷粉末，包括：化学共沉淀法、溶胶凝胶法、热液合成法、微乳化法、燃烧法、热高温分解喷雾法、溶胶凝胶燃烧法、熔盐法等。虽然已经获得了重要进展，但仍存在各种问题，例如，共沉淀法需要重复的冲洗，制备工艺复杂且难以实现大批量生产；溶胶凝胶法一般以金属醇盐为原料，价格昂贵且对环境如湿气、光和热极度敏感。B：室温研磨法固相合金化机械合金化(Mechanical alloying，简称MA)是指将金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时问激烈的冲击、碰撞
5、，使粉末颗粒产生反复的冷焊、断裂，并促进粉末中的原子扩散，从而获得合金化粉末的一种粉末制备工艺。机械合金化最初被用于制备氧化物弥散强化合金，后来应用于扩展金属固溶度、合成金属间化合物及制备纳米结构材料、纳米级氧化物或金属粉末。最近，这项新方法已被用于合成各种铁电陶瓷粉末及其他各类纳米级陶瓷粉末。该工艺最重要的特点是氧化物前驱体反应生成目标化合物所需的能量由机械能提供，而传统固态反应则是由热能提供。这种新颖的机械工艺比传统固态反应和湿法化学工艺都优越，主要有：(1)工艺简单方便，省略了中温煅烧阶段，且可采用低价、应用广泛的氧化物作原料；(2)大大改善了一些不能直接合成的铁电材料(如钛酸钡)的前驱体活性，并降低了其相形成温度；(3)在室温及密封容器里反应，有效的减轻了挥发性组分如铅、铋和锂的损失。此外，制备的粉末具有纳米级尺寸且高度均一，烧结性能更好。
