跪求~钛酸钡材料的特性，用途及作用机理

钛酸钡主要用于电子陶瓷、PTC热敏电阻、电容器等多种电子元器件的配制

钛酸钡晶体有这样的特性：当它受压力而改变形状的时候，会产生电流，一通电又会改变形状。于是，人们把钛酸钡放在超声波中，它受压便产生电流，由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱。相反，用高频电流通过它，则可以产生超声波。现在，几乎所有的超声波仪器中，都要用到钛酸钡。除此之外，钛酸钡还有许多用途。例如：铁路工人把它放在铁轨下面，来测量火车通过时候的压力；医生用它制成脉搏记录器。用钛酸钡做的水底探测器，是锐利的水下眼睛，它不只能够看到鱼群，而且还可以看到水底下的暗礁、冰山和敌人的潜水艇等。

PTC（Positive Temperature Coeff1Cient）是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料，可专门用作恒定温度传感器．该材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3为主要成分的烧结体，其中掺入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物进行原子价控制而使之半导化，常将这种半导体化的BaTiO3等材料简称为半导（体）瓷；同时还添加增大其正电阻温度系数的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物，采用一般陶瓷工艺成形、高温烧结而使钛酸铂等及其固溶体半导化，从而得到正特性的热敏电阻材料．其温度系数及居里点温度随组分及烧结条件（尤其是冷却温度）不同而变化．

钛酸钡晶体属于钙钛矿型结构，是一种铁电材料，纯钛酸钡是一种绝缘材料．在钛酸钡材料中加入微量稀土元素，进行适当热处理后，在居里温度附近，电阻率陡增几个数量级，产生PTC效应，此效应与BaTiO3晶体的铁电性及其在居里温度附近材料的相变有关．钛酸钡半导瓷是一种多晶材料，晶粒之间存在着晶粒间界面．该半导瓷当达到某一特定温度或电压，晶体粒界就发生变化，从而电阻急剧变化．

钛酸钡半导瓷的PTC效应起因于粒界（晶粒间界）．对于导电电子来说，晶粒间界面相当于一个势垒．当温度低时，由于钛酸钡内电场的作用，导致电子极容易越过势垒，则电阻值较小．当温度升高到居里点温度（即临界温度）附近时，内电场受到破坏，它不能帮助导电电子越过势垒．这相当于势垒升高，电阻值突然增大，产生PTC效应．钛酸钡半导瓷的PTC效应的物理模型有海望表面势垒模型、丹尼尔斯等人的钡缺位模型和叠加势垒模型，它们分别从不同方面对PTC效应作出了合理解释．

实验表明，在工作温度范围内，PTC热敏电阻的电阻-温度特性可近似用实验公式表示：

RT=RT0expBp（T-T0）

式中RT、RT0表示温度为T、T0时电阻值，Bp为该种材料的材料常数．

PTC效应起源于陶瓷的粒界和粒界间析出相的性质，并随杂质种类、浓度、烧结条件等而产生显著变化．最近，进入实用化的热敏电阻中有利用硅片的硅温度敏感元件，这是体型且精度高的PTC热敏电阻，由n型硅构成，因其中的杂质产生的电子散射随温度上升而增加，从而电阻增加．

PTC热敏电阻于1950年出现，随后1954年出现了以钛酸钡为主要材料的PTC热敏电阻．PTC热敏电阻在工业上可用作温度的测量与控制，也用于汽车某部位的温度检测与调节，还大量用于民用设备，如控制瞬间开水器的水温、空调器与冷库的温度，利用本身加热作气体分析和风速机等方面．下面简介一例对加热器、马达、变压器、大功率晶体管等电器的加热和过热保护方面的应用。

PTC热敏电阻除用作加热元件外，同时还能起到“开关”的作用，兼有敏感元件、加热器和开关三种功能，称之为“热敏开关”，如图2和3所示．电流通过元件后引起温度升高，即发热体的温度上升，当超过居里点温度后，电阻增加，从而限制电流增加，于是电流的下降导致元件温度降低，电阻值的减小又使电路电流增加，元件温度升高，周而复始，因此具有使温度保持在特定范围的功能，又起到开关作用．利用这种阻温特性做成加热源，作为加热元件应用的有暖风器、电烙铁、烘衣柜、空调等，还可对电器起到过热保护作用．

介电常数的测量值有很多因素影响。材料本身的性质，表面电容，晶阶层电容等。制备工艺的不同会使得介电常数的测量值有很大的不同。

所以它给出的图像是他的实验数据图。对它的解释也只是一种猜测性的。它得到的结果是在1um时介电常数最大。我的一种猜测性的解释，小于1um，纳米效应，使得材料有很多孔洞，生长晶化的不好，很多非晶和缺陷，从而影响电极化，使得介电常数变小 ；大于1um，晶界层减少，导电性变好，束缚电荷的能力变弱，电极化减少，表征的介电常数变小。

总之，最后说明：微观结构-》影响材料性能。

完全是随便猜的。如果要证明这些原因，需要其他的实验，比如看xps，xrd，SEM等等，综合在一起，才可能更接近本质的原因。

国家标准中暂时没有关于化学试剂钛酸钡的标准，按纯度来分就是分析纯99.9% 化学纯99%

参考一下硝酸钡的指标GB/T 653-1994：澄清度试验（合格/分，合格/化），水不溶物（0.005/分，0.02/化），氯化物（0.0005/分，0.01/化），钠（0.005/分，0.01/化），钾（0.005/分，0.01/化），钙（0.02/分，0.04/化），锶（0.03/分，0.06/化），铁（0.0002/分，0.001/化），重金属（0.0005/分，0.001/化）

同时还参考了碳酸钡（GB/T 654-1999）和硫酸钡（HG/T 3033-1999）可以得出以下结论，分析纯试剂的指标中含量比化学纯试剂的高，但不一定达到99.9%，杂质含量一般比化学纯试剂小一个数量级；从指标项目上讲两种纯度的试剂考察项目是相同的；不同的试剂在质量指标上还有针对其试剂的特殊项目，如可溶性钡盐，可溶性硫酸盐，盐酸可溶物，pH值，总氮等。

---