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1880年,居里兄弟首先发现电气石的压电效应,从此开始了压电学的历史。
1881年,居里兄弟实验验证了逆压电效应,给出石英相同的正逆压电常数。1894年,Voigt指出,仅无对称中心的二十种点群的晶体才有可能具有压电效应,石英是压电晶体的一种代表,它被取得应用。第一次世界大战,居里的继承人郎之万,最先利用石英的压电效应,制成了水下超声探测器,用于探测潜水艇,从而揭开了压电应用史篇章。第二次世界大战中发现了BaTiO3陶瓷,压电材料及其应用取得划时代的进展。1946年美国麻省理工学院绝缘研究室发现,在钛酸钡铁电陶瓷上施加直流高压电场,使其自发极化沿电场方向择优取向,除去电场后仍能保持一定的剩余极化,使它具有压电效应,从此诞生了压电陶瓷。1947年,美国Roberts在BaTiO3陶瓷上,施加高压进行极化处理,获得了压电陶瓷的电压性,随后,日本积极开展利用BaTiO3压电陶瓷制作超声换能器、高频换能器、压力传感器、滤波器、谐振器等各种压电器件的应用研究,这种研究一直进行到50年代中期。1955年,美国B.Jaffe等人发现了比BaTiO3压电性更优越的PZT压电陶瓷,促使压电器件的应用研究又大大地向前推进了一大步。BaTiO3时代难于实用化的一些用途,特别是压电陶瓷滤波器和谐振器,随着PZT的问世,而迅速地实用化,应用声表面波(SAW)的滤波器、延迟线和振荡器等SAW器件,在七十年代后期也取得了实化钛酸钡是一种强介电化合物材料,具有高介电常数和低介电损耗,是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一,被誉为”电子陶瓷工业的支柱“。钛酸钡从立方晶系转变为四方晶系时,结构变化较小。钛酸钡是一致性熔融化合物,其熔点为1618℃。
钛酸钡是一种陶瓷材料,具有良好的介电性质。它的介电常数较高,介电损耗较低,相对介电常数大约为300,其在高频电场中的耗散因素很小,有效减小能量的损失,对于高频信号的传输和处理有更好的性能。
此外,钛酸钡的压电效应和热电效应也较好,可应用于无线通讯、声波和气压传感器等领域。
在医疗领域,钛酸钡也可用于制作无线电热治疗设备、医用超声探头等医疗器械。因此,钛酸钡在电子工业和医疗领域具有广泛的应用前景。
坯体在高温下致密化过程和现象的总称。
随着温度升高,陶瓷坯体中具有比表面大,表面能较高的粉粒,力图向降低表面能的方向变化,不断进行物质迁移,晶界随之移动,气孔逐步排除,产生收缩,使坯体成为具有一定强度的致密的瓷体。
烧结的推动力为表面能。烧结可分为有液相参加的烧结和纯固相烧结两类。烧结过程对陶瓷生产具有很重要的意义。为降低烧结温度,扩大烧成范围,通常加入一些添加物作助熔剂,形成少量液相,促进烧结。如添加少量二氧化硅促进钛酸钡陶瓷烧结;又如添加少量氧化镁、氧化钙、二氧化硅促进氧化铝陶瓷烧结。
分为五个阶段:
1. 预热阶段:温度在300℃以下,主要排除胚体残余水分。
2. 氧化分解阶段:温度在300-950℃之间,主要变化为陶瓷胚釉的物理化学变化。
3. 高温阶段:温度在950℃以上,胚体开始出现液相,釉层开始熔融。
4. 高火保温阶段:减少制品不同部分、同一部分表层及内部的温差。
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