根据陶瓷电容所采用的陶瓷材料的特点，电容器分为(1)温度补偿型，介电常数的温度系数在+10-4到-4。7×10-3/℃之间，Q值(Q=1/tgδ称为品质因数)高且绝缘电阻高；(2)温度稳定型，介电常数的温度系数接近零，具有较高的Q值；(3)高介电常数系，介电常数(ε=1000~30000,甚至更高)高，绝缘电阻高，Q值小；(4)半导体系，由于利用半导体化的高介电常数陶瓷的表面层或阻挡层，可以比温度稳定型更小型化。

按照这些材料性质也可分为四大类：非铁电电容器陶瓷(温度补偿型)、铁电电容器陶瓷(高介电常数系)，反铁电电容器陶瓷(高介电常数系)及半导体电容器陶瓷(半导体系)。

对电容器陶瓷材料在性能上的要求是：介电常数高、在恶劣环境中性能稳定可靠、介电损耗角正切值小、比体积电阻高及介电强度高[9]。

1。3。2 铁电陶瓷简介

铁电陶瓷(ferroelectric ceramic)是具有铁电性的陶瓷材料。在铁电陶瓷材料中有许多因永久偶极子的相互作用而形成的电畴。这些电畴中同一个电畴中偶极子取向一致而不同的电畴则有不同的取向。由于这一特点在施加足够强的电场产生将产生净极化强度，在无电场施加或电场较弱时时整个晶体不产生净偶极距。

    铁电陶瓷在施加电场时的极化强度滞后于所施加电场，出现P-E(或D-E)回线。通常使用冲击检流计描点法或示波器图示法(Sawyer-Tower电路法)来测量铁电体电滞回线。典型的铁电陶瓷的极化强度与外加电场的关系示于图1-1。

图1-1  铁电陶瓷的电滞回曲线

    其中Ps为无电场时单畴的自发极化强度；Pr为剩余极化强度；Ec为矫顽场强。当外加电场开始作用于未极化的样品时，其极化强度按OABC增加。在场强下降至零时产生Pr，只有在反方向上施加Ec才能使Pr减小到零，此时又会引起反方向的极化，因此形成了图1-1的整个电滞回线(ferroelectric hysteresis loop)。这是铁电陶瓷的重要特征。具有这种性质的材料被称为铁电材料。这类材料不一定含有铁作为它的一种重要组分。

作为铁电材料，钛酸锶钡陶瓷的电容(介电常数)往往在铁电-顺电(四方-立方)相变温度即居里温度附近出现峰值，如图1-2所示。

图1-2 铁电体介电常数随温度变化曲线(K是介电常数，T表示温度)

结合图1-2，铁电陶瓷在大于T0时为顺电相，不发生自发极化；小于T0时为铁电相，具有自发极化特征。此相变温度称为居里温度(curie temperature)或居里点(curie point)[10]。铁电性是指在一定温度范围内具有自发极化，在外电场作用下能重新取向，而且电位移矢量与电场强度之间的关系呈电滞回线现象的特性[11]。

1。3。3 钛酸锶钡材料的结构

钛酸钡陶瓷材料是铁电介质陶瓷中的典型代表，它的晶体结构主要有三方相、斜方相、四方相、立方相，图1-3示出BaTiO3铁电相不同温度时的晶胞及极化强度[12]。

(a)方晶系          (b)四角晶系       (c)正交晶系     (d)三角晶系

(T>120℃)       (0<T<120℃)     (-80℃<T<0)     (T<-80℃)

图1-3  BaTiO3铁电相不同温度时的晶胞及极化强度

钛酸锶钡(BST)可视为BaTi03与SrTi03组成的固溶体系，即在BaTi03结构中，部分Ba2+被Sr2+所取代，形成取代式固溶体。BaTi03与SrTi03可以无限固溶，形成单一的钙钛矿相，这种相兼得了BaTi03的高介电性与SrTi03的高稳定性、低损耗性的特点，且可以通过改变Ba/Sr组分使其居里温度在-233~120℃之间几乎线性可调。此外，BST材料还具有强介电常数-电场依赖性、较快的极化响应速度和高击穿场强的特点，从而为BST材料工作在不同温度并满足不同性能要求提供了可能[13][14]。论文网