第三章 高介电容器瓷 §3.1 概述 §3.2 电容器瓷的介电特性 §3.3 高频电容器瓷的主要原料 §3.4 中高压陶瓷电容器瓷

§ 3-1 概述 1、对电容器瓷的一般要求： ①、介电系数大，以制造小体积、重量轻的陶瓷电容器，ε↑→电容器体积↓→整机体积、重量↓ § 3-1 概述 1、对电容器瓷的一般要求： ①、介电系数大，以制造小体积、重量轻的陶瓷电容器，ε↑→电容器体积↓→整机体积、重量↓ ②、介质损耗小，tgδ=（1~6）×10-4，保证回路的高Q值。高介电容器瓷工作在高频下时ω↑、tgδ↑ 。 ③、对I类瓷，介电系数的温度系数αε要系列化。对II类瓷，则用ε随温度的变化率表示（非线性）。 I类瓷 II类瓷

§ 3-1 概述 ④、体积电阻率ρv高（ρv>1012Ω·cm） 为保证高温时能有效工作，要求ρv高⑤、抗电强度Ep要高 § 3-1 概述 ④、体积电阻率ρv高（ρv>1012Ω·cm） 为保证高温时能有效工作，要求ρv高⑤、抗电强度Ep要高 a、小型化，使Ε=V/d↑ b、陶瓷材料的分散性，即使Ε<Ep，可能仍有击穿

§ 3-1 概述 2、电容器瓷分类： 低频：高ε ，较大的tgδ 高频 低介（ε<10，tgδ小） 中介（ε=12~50 ，tgδ小） § 3-1 概述 2、电容器瓷分类： 低频：高ε ，较大的tgδ 高频 低介（ε<10，tgδ小） 中介（ε=12~50 ，tgδ小） 高介（ε=60~200，tgδ小） 强介陶瓷或称铁电陶瓷 装置瓷 （II类瓷） （I类瓷） III类瓷：超高ε 半导体陶瓷

§ 3-1 概述 Ⅰ类瓷是电容量随温度变化稳定度高的电容器瓷，主要用于高频谐振回路中。Ⅰ类瓷主要以钛、锆、锡的化合物及固溶体为主晶相。（主要用于：高频热稳定电容器瓷，高频热补偿电容器瓷） Ⅱ类瓷以高介电常数为特征，为具有钙钛矿型结构的铁电强介瓷料，如BaTiO3、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3。（主要用于：低频高介电容器瓷） Ⅲ类瓷：半导体陶瓷

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 §3-2-1 高介电容器瓷的分类 §3-2-2 值不同的原因 §3-2-3 ε的对数混合法则 §3-2-4 产生高介电系数的原因 §3-2-5 含钛陶瓷的介质损耗

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 §3-2-1 高介电容器瓷的分类 » > < ： a 按主晶相分 § 3-2 电容器瓷的介电特性 §3-2-1 高介电容器瓷的分类 按主晶相分 铌铋锌系：ZnO－Bi2O3-Nb2O5 锆酸盐瓷：CaZrO3 锡酸盐瓷：CaSnO3、 SrSnO3 钛酸盐瓷：CaTiO3、SrTiO3、MgTiO3 金红石瓷：TiO2 按 aε 的值分 温度每变化1℃时介电系数的相对变化率 » > < 3 2 ： 、 CaZrO3 SrSnO3 CaSnO3 MgTiO3 SrTiO CaTiO TiO a e BaO•4TiO2

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 §3-2-2 值不同的原因 § 3-2 电容器瓷的介电特性 §3-2-2 值不同的原因 有正、负、零，取决于不同温度下质点的极化程度，也决定于相应温度下单位体积的质点数。 a、  TiO2、CaTiO3 b、  CaSnO3、CaZrO3 c、  BaO·4TiO2

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 - + + - P μ 极化强度: 介电常数: 电介质的极化

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 离子晶体中主要是电子位移极化与离子位移极化。 E=0 E 电子位移极化 2r 原子核 电子 极化后 极化前 § 3-2 电容器瓷的介电特性 离子晶体中主要是电子位移极化与离子位移极化。 E=0 E 2r + - + 原子核 电子 极化前 极化后 电子位移极化

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 - + E=0 - + E→ 离子位移极化

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 a、TiO2、CaTiO3以电子位移极化为主 § 3-2 电容器瓷的介电特性 a、TiO2、CaTiO3以电子位移极化为主 [TiO6]八面体，Ti4+高价、小半径→离子位移极化→强大的局部内电场Ei Ti4+，O2-→ 极化率大→电子位移极化为主 Ei 金红石型晶体结构

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 b、CaSnO3、CaZrO3等以离子位移极化为主 T↑→n↓（距离↑）→ε↓ § 3-2 电容器瓷的介电特性 b、CaSnO3、CaZrO3等以离子位移极化为主 T↑→n↓（距离↑）→ε↓ T↑→V↑（热膨胀）→（r++r-）↑ →αa（极化率）按（r++r-）3↑↑→ε↑↑

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 c、BaO·4TiO2

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 §3-2-3 ε的对数混合法则 对于n相系统：

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 由以上法则，在生产实践中，可用具有不同εi、αi材料通过改变浓度比来获得满足各种温度系数要求的材料。 § 3-2 电容器瓷的介电特性 由以上法则，在生产实践中，可用具有不同εi、αi材料通过改变浓度比来获得满足各种温度系数要求的材料。 如：由αε>0 +αε<0的瓷料获得αε≈0的瓷料。

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 §3-2-4 产生高介电系数的原因 § 3-2 电容器瓷的介电特性 §3-2-4 产生高介电系数的原因 金红石型和钙钛矿型结构的陶瓷具有特殊的结构，离子位移极化后，产生强大的局部内电场，并进一步产生强烈的离子位移极化和电子位移极化，使得作用在离子上的内电场得到显著加强，故ε大。 钛酸锶铋也是利用SrTiO3钙钛矿型结构的内电场，而加入钛酸铋等，使之产生锶离子空位，产生离子松弛极化，从而使ε增大。

§ 3-2 电容器瓷的介电特性 §3-2-5 含钛陶瓷的介质损耗 低温下高频电容器瓷的tgδ较小，但在一定的频率下，当温度超过某一临界温度后，由离子松弛极化和电子电导所引起的大量能量损耗，使材料的介质损耗急剧地增大。 另外：①TiO2的二次再结晶，破坏晶粒的均匀度，使材料的机械性能和介电性能恶化；②Ti4+→Ti3+→tgδ↑

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 § 3-3-1 热补偿电容器瓷 § 3-3-2 热稳定电容器瓷 § 3-3-3 温度系数系列化的电容器瓷

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 §3-3-1 热补偿电容器瓷 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 §3-3-1 热补偿电容器瓷 定义：αε具有很大的负值，用来补偿振荡回路中电感的正温度系数，以使回路的谐振频率保持稳定。 1、金红石瓷 ε：80~90，αε：-750~-850×10-6/℃ 2、钛酸钙瓷 ε：150~160 αε：-2300×10-6/℃( -60~120 ℃) - (1500~1600)×10-6/℃( +20~80 ℃)

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 1、金红石瓷 (1) TiO2的结构 (2) 钛离子变价及防止措施 (3) 用途

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 ⑴ TiO2的结构 rTi4+=0.68A°，rO2→=1.40A°，r+/r-=0.468 ∴形成[TiO6]八面体 Ti4+取六配位，用电价规则算得每个O2-离子为三个[TiO6]八面体共用。自然界中TiO2有三种晶型（同质异型体），其性能特点如下：

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 金红石 板钛矿 锐钛矿 晶系 正方晶系 斜方晶系 八面体共棱数 2条 3条 4条 比重 4.25 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 金红石 板钛矿 锐钛矿 晶系 正方晶系 斜方晶系 八面体共棱数 2条 3条 4条 比重 4.25 4.11 3.87 莫氏硬度 6 5~6 介电系数 114 78 31

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 由此可见，金红石结构最稳定、最紧凑、介电系数最大、性能最好，锐钛矿最差。然而，工业用TiO2主要是锐钛矿和微量的金红石，因此，必须在1200℃~1300℃氧化气氛中预烧，使TiO2全部转变为金红石结构，同时也使产品在烧结时不致因晶型转变、体积收缩过大而变形或开裂。

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 (2) 钛离子变价及防止措施 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 (2) 钛离子变价及防止措施 钛原子的电子排布：1s22s22p63s23p64s23d2，4s的能级比3d稍低，3d层的电子容易失去，可为Ti4+、Ti3+、Ti2+，可见Ti4+易被还原（Ti4++e→Ti3+=Ti4+·e[e-弱束缚电子]）

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 Ti4+→Ti3+的原因： a、 烧结气氛 b、 高温热分解： c、 高价（5价）杂质： § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 Ti4+→Ti3+的原因： a、  烧结气氛 b、  高温热分解： c、  高价（5价）杂质： d、  电化学老化

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 a、烧结气氛 还原气氛夺去TiO2的O2-，使晶格出现

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 b、高温热分解 烧成温度过高，尤其在超过1400℃时，TiO2脱氧严重，即产生高温分解。

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 c、高价（5价）杂质 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 c、高价（5价）杂质 Ti4+、Nb5+、Ta5+、Sb5+半径相近，5价离子取代Ti4+→形成置换固溶体→多余一个价电子→

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 d、电化学老化 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 d、电化学老化 金红石瓷在使用过程中，长期工作在高温、高湿、强直流电场下，表面、界面、缺陷处活性大的O2-离子向正极迁移，到达正极后，氧分子向空气中逸出，留下氧空位，是不可逆过程。 银电极在高温高湿、强直流电场下：Ag-e→Ag+，Ag+迁移率大，进入介质向负极迁移

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 防止Ti4+→Ti3+的措施： 采用氧化气氛烧结：抑制还原 加入添加剂：降低烧结温度，抑制高温失氧 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 防止Ti4+→Ti3+的措施： 采用氧化气氛烧结：抑制还原 加入添加剂：降低烧结温度，抑制高温失氧 再氧化过程：在低于烧结温度20~40℃，强氧化气氛回炉 掺入低价杂质（受主）：抑制高价杂质 加入La2O3等稀土氧化物：改善电化学老化特性 加入ZrO2：阻挡电子定向移动，阻碍Ti4+变价

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 (3) 用途 电容器介质：由于ε-tgδ与温度、频率有关，适宜于工作在低温高频下（<85℃），通常作热补偿电容器。 作为 的负值调节剂。

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 2、钛酸钙瓷 以钛酸盐为主的陶瓷是高频高介电容器瓷中的又一大类，常用的有钛酸钙、钛酸锶等，这里介绍常用的钛酸钙瓷。 (1) CaTiO3的结构及介电性能 (2) 钛酸钙瓷的成份及工艺要求

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 (1) CaTiO3的结构及介电性能 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 (1) CaTiO3的结构及介电性能 钙钛矿结构，由Ca2+和O2-离子共同作立方密堆积，Ti4+离子处于氧的六配位位置，形成[TiO6]八面体，八面体间共顶点连接，Ca2+离子处于八个[TiO6]八面体之间。由于其特殊结构，在外电场作用下，Ti4+发生离子位移（相对于O2-离子），使作用于Ti-O线上的O2-离子电场↑→O2-电子云畸变（电子位移极化）→作用在Ti4+上有效电场↑→O2-有效电场↑→极化↑↑

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 钛酸钙瓷与金红石瓷性能比较 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 钛酸钙瓷与金红石瓷性能比较 性能指标 金红石瓷 钛酸钙瓷 原因 ε 70~80 150~160 结构不同 αε（+20~+80℃） -（700±100）×10-6/℃ -（1500~1600）×10-6/℃ Ei、线性膨胀系数大 tgδ（1MHz，20℃） （4~5） ×10-4 （2~3） ×10-4 玻璃相含量少 ρV（Ω·cm） 1011~1012 1014 同上 工作温度 ≤85℃ ≤150℃ 钛酸钙瓷工作温度高，适合制造小型、大容量、对电容量稳定性要求不高的耦合旁路、隔直流等场合或者电容器温度系数的调节剂。

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 (2) 钛酸钙瓷的成份及工艺要求 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 (2) 钛酸钙瓷的成份及工艺要求 天然CaTiO3含杂质多，不能直接作原料，而采用化工原料方解石（CaCO3）和TiO2经高温合成： 钛酸钙瓷的主要工序为： 球磨 干燥 预烧 研磨 成型 烧结

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 工艺注意事项： § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 工艺注意事项： TiO2与CaCO3应充分混合均匀、确保Ca、Ti摩尔比为1：1，因此球磨后不能过滤去水。否则易去Ca。（CaO+H2O→Ca(HO)2流失） 严格控制烧结温度，既要使CaCO3与TiO2反应充分，防止游离CaO生成（<1~2%）,又不能使活性太低，给后面工艺造成困难。 应在强氧化气氛中快速烧成瓷，以防止Ti4+离子降价和生成粗大的晶粒。

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 §3-3-2 热稳定电容器瓷 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 §3-3-2 热稳定电容器瓷 所谓高频热稳定性电容器瓷，就是指αε很小或接近于零。包括钛酸镁瓷，锡酸钙瓷等。 1、钛酸镁瓷 2、锡酸钙瓷

§ 3-3 高介电容器瓷的主要原料 1、钛酸镁瓷： TiO2-MgO系相图可知(p58)，存在三种化合物(表3-2) 正钛酸镁 二钛酸镁 § 3-3 高介电容器瓷的主要原料 1、钛酸镁瓷： TiO2-MgO系相图可知(p58)，存在三种化合物(表3-2) 正钛酸镁 二钛酸镁 偏钛酸镁 化学式 2MgO•TiO2 MgO•2TiO2 MgO•TiO2 结构类型 尖晶石 钛铁矿 ε（20℃，1MHz） 14 17 αε（20~80℃）10-6/℃ +60 +204 +70 tgδ/10-4（20℃） 3 8 烧结温度（℃） 1450 1380 优点 稳定 介电性能好 缺点 烧温高 结晶能力强，不适宜作介质瓷 烧温范围窄，易生成粗晶；难以成型

§ 3-3 高介电容器瓷的主要原料 钛酸镁瓷的基本晶相为正钛酸镁Mg2TiO4与金红石TiO2。若要得到αε＝0的瓷料，且ε较小，则加入CaO或CaCO3。 即MgTiO3-CaTiO3固溶体陶瓷。

§ 3-3 高介电容器瓷的主要原料 钛酸镁瓷的工艺特点： § 3-3 高介电容器瓷的主要原料 钛酸镁瓷的工艺特点： 烧结温度高（1450~1470℃），范围窄5~10℃，否则，晶粒↑，气孔率↑，机电性能↓。 需在氧化气氛中烧结，避免TiO2还原。

§ 3-3 高介电容器瓷的主要原料 2、锡酸钙瓷 锡酸盐的种类很多（表3-4），但由于介电性能和烧结温度的限制，只有CaSnO3、SrSnO3、BaSnO3较适合作为高频电容器介质材料，其中以CaSnO3的介电性能和烧结温度最好。 (1) CaSnO3的结构及介电性能 (2) 锡酸钙瓷的成分及工艺要求

§ 3-3 高介电容器瓷的主要原料 (1) CaSnO3的结构及介电性能 § 3-3 高介电容器瓷的主要原料 (1) CaSnO3的结构及介电性能 CaSnO3属于钙钛矿结构，Sn4+处于O2-八面体中，但由于Sn4+半径比Ti4+大，因而不易产生Sn4+位移极化，也就不存在强大的有效内电场，这样其ε远比 CaTiO3小（ε=14），同时，其ε将按离子位移极化的机理随 T↑而增大（αε>0）

§ 3-3 高介电容器瓷的主要原料 CaTiO3与CaSnO3性能比较 CaTiO3 CaSnO3 ε 150 14 § 3-3 高介电容器瓷的主要原料 CaTiO3与CaSnO3性能比较 CaTiO3 CaSnO3 ε 150 14 αε（20~80℃）10-6/℃ -1300 +110 tgδ/10-4（20℃） 2~3 3 工作温度（℃） ≤150

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 CaSnO3瓷在高温时的性能较好，但ε太低，另在直流电场与还原气氛下较稳定。 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 CaSnO3瓷在高温时的性能较好，但ε太低，另在直流电场与还原气氛下较稳定。 CaSnO3可用作高频热稳定型电容器介质，为了调节瓷料的αε，可加入CaTiO3或TiO2。

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 (2) 锡酸钙瓷的成分及工艺要求： 锡酸钙瓷的工艺过程与CaTiO3瓷相同 CaSnO3烧块的典型配方 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 (2) 锡酸钙瓷的成分及工艺要求： 锡酸钙瓷的工艺过程与CaTiO3瓷相同 CaSnO3烧块的典型配方 烧结工艺要求

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 (1) CaSnO3烧块的典型配方 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料  (1) CaSnO3烧块的典型配方 CaCO3：SnO2=1.07：1，防止SnO2游离（SnO2电子电导大）

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 (2) 烧结工艺要求：

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 §3-3-3 温度系数系列化的电容器瓷 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 §3-3-3 温度系数系列化的电容器瓷 这类电容器瓷的αε可在（+120~-750）×10-6/℃相当宽的范围内任意调节，可根据电路的要求来选择配方。 常用的该类瓷料有钛锆系、镁镧钛系及钛硅酸钙、硅酸镁系列。 1、钛锆系瓷 2、镁镧钛系陶瓷 3、CaTiO3-CaTiSiO5瓷 4、以2MgO·SiO2为主晶相的陶瓷

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 1、钛锆系瓷 由教材P61图3-12TiO2-ZrO2系相平衡图可知，在1800℃以下，存在稳定的ZrTiO4化合物，并且ZrO2和TiO2均不能与ZrTiO4生成无限固溶体，因此在ZrO2：TiO2=1：1的等分子比线两旁有ZrO2相或金红石相析出。由P62图3-14可知，通过调节TiO2与ZrO2的相对成分比来调节αε -800×10-6/℃ +100×10-6/℃

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 典型的钛锆系瓷配方： TiO2+ZrO2：70% SnO2： 11.5%矿化剂，防止ZrO2多晶转变 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 典型的钛锆系瓷配方： TiO2+ZrO2：70% SnO2： 11.5%矿化剂，防止ZrO2多晶转变 BaCO3： 7.5%压碱 ZnO： 3% 矿化剂（在还原气氛中易挥发） 膨闰土： 11% 增塑剂

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 2、镁镧钛系陶瓷 对于正钛酸镁为主晶相的陶瓷的缺点：ε约14~18，较小；αε>0，热稳定性较差。 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 2、镁镧钛系陶瓷 对于正钛酸镁为主晶相的陶瓷的缺点：ε约14~18，较小；αε>0，热稳定性较差。 我国有丰富的La2O3原料，研究与制造温度系数可系列化的镁镧钛（MgO-La2O3-TiO2）系陶瓷是很有意义的。

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 四种晶相的性能如下表： 晶相 烧结温度（℃） ε tgδ（104） αε（10-6/℃，30~150℃） § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 四种晶相的性能如下表： 晶相 烧结温度（℃） ε tgδ（104） αε（10-6/℃，30~150℃） MgO•2TiO2 1380 17 8 ＋204 La2O3•2TiO2 1400 52 2 -20 La2O3•4TiO2 34 1 -96 TiO2 86 12 -760

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 tgδ<5×10-4 ε：20~87 ：（+100~-650) ×10-6/℃ § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 因此，MgO·TiO2－La2O3·TiO2－TiO2系的性能为： tgδ<5×10-4 ε：20~87 ：（+100~-650) ×10-6/℃ 烧结温区范围：±35~ ±50 ℃ tgδ<5×10-4 ε：20~87 ：（+100~-650) ×10-6/℃ 烧结温区范围：±35~ ±50 ℃

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 工艺特点： a、防止游离La2O3吸水水解，使瓷体开裂，必须使TiO2过量（50%）并且预烧 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 工艺特点： a、防止游离La2O3吸水水解，使瓷体开裂，必须使TiO2过量（50%）并且预烧 b、La2O3原料在900℃以上焙烧，去除H2O及CO2 c、氧化气氛烧结，避免Ti4+→Ti3+

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 3、CaTiO3-CaTiSiO5瓷 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 3、CaTiO3-CaTiSiO5瓷 一般热稳定电容器瓷的共同缺点：在αε接近于零或在零的附近时，ε小；并且很难获得很大的正αε值。 CaTiSiO5是榍石型结构，单斜晶系，其主要性能：

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 作为添加物时，可使αε接近于零时，ε达100以上，且这种瓷料有很大的正的αε，介电性能较好，tgδ较小，抗电强度高（同类材料中最廉价的高介材料） 常见的温度系数调节剂有CaTiO3、TiO2、SrTiO3

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 由p64表3-8可知，CaTiSiO5-CaTiO3系瓷料的介电性能尚好，但烧结范围狭窄；CaTiSiO5-TiO2系瓷料ε高、tgδ小，工艺性能好。 由p65表3-9知，CaTiSiO5-TiO2-SrTiO3系瓷料tgδ很小，ε较高 。

§ 3-3 高频电容器瓷的主要原料 4、以2MgO·SiO2（镁橄榄石）为主晶相的陶瓷 § 3-3 高频电容器瓷的主要原料 4、以2MgO·SiO2（镁橄榄石）为主晶相的陶瓷 特点：工艺简单，性能稳定，烧成温度为1280℃，见P65表3-10

§3-4 中高压陶瓷电容器瓷 §3-4-1 用途 彩电、激光器、雷达、电子显微镜、X光机及各种测试仪器的倍压电源电路、交流电断路器等中高压电器线路，军事天线的发射及接收设备。 额定直流工作电压： 常规MLCC：50~200V 高压MLCC：0.5~20kV

§3-4 中高压陶瓷电容器瓷 中高压陶瓷电容器用途 领域 用途 具体设备和系统 送电、配电、供电系统 电压分担 遮断器，避雷器 零相检测 §3-4 中高压陶瓷电容器瓷 中高压陶瓷电容器用途 领域 用途 具体设备和系统 送电、配电、供电系统 电压分担 遮断器，避雷器 零相检测 相负载控制，漏电检查 载波耦合 自动检测，负载集中控制 高压电源 倍压整流电路 复印机电源，大型照明电源 脉冲电压发生电路 激光电源，大型电磁开关电源 高频感应电路 热处理炉，冶炼熔炉 视频设备 电容量补偿 视频设备的阴极射线管

§3-4 中高压陶瓷电容器瓷 §3-4-2 分类及特点： BaTiO3：铁电体，介电常数大，但介电损耗较大，介电常数随电压变化大。 §3-4 中高压陶瓷电容器瓷 §3-4-2 分类及特点： BaTiO3：铁电体，介电常数大，但介电损耗较大，介电常数随电压变化大。 SrTiO3：顺电体，介电常数随电压变化小，介质损耗低，抗电强度高。但介电常数仅为250左右。 纯SrTiO3、BaTiO3难以满足要求，必须进行掺杂改性。 SrTiO3作为中高压电容器介质优于BaTiO3 。 反铁电体PLZT：介电常数与铁电陶瓷相近，耐压较好，适于作中高压电容器介质材料。

§3-4 中高压陶瓷电容器瓷 P E PLZT的电滞回线 ST的电滞回线 BT的电滞回线 反铁电体 Tc=-250℃，常温：顺电体 §3-4 中高压陶瓷电容器瓷 P E PLZT的电滞回线 BT的电滞回线 ST的电滞回线 反铁电体 Tc=120℃，常温：铁电体 Tc=-250℃，常温：顺电体

§3-4 中高压陶瓷电容器瓷 反铁电陶瓷的结构与铁电体相近，几乎具有铁电体的所有特征，如在Tc时晶体发生相变，热容发生突变，晶体的对称性降低。在居里温度处ε达最大值，在Tc以上，服从居里-外斯定律；但这类晶体中相邻的离子沿反平行方向发生自发极化，因而电畴中存在两个相反方向的自发极化强度，故宏观不表现剩余极化强度，即使用较强的电场作用也观察不到电滞回线。

§3-4 中高压陶瓷电容器瓷 当E>Ec时，出现双电滞回线，表明由稳态的反铁电相转变为暂稳态的铁电相，这是一个储存电能的过程，当E↓或取消时，暂稳态铁电相转变为稳定态的反铁电相，这是一个释放能量的过程，因此在相变的同时，还伴有电荷的变化，可作为高压大功率储能电容器。 另外，反铁电体相变时将引起元件线性尺寸的变化，这一过程又可促成电能与机械能之间的转换，可作反铁电换能器。