第6章-电子与微电子材料-6.2-介电材料概要

6.FCC结构的镍原子半径为0.1243nm。试求镍的晶格参数和密度。17.铀具有斜方结构，其晶格参数为a=0.2854nm，b=0.5869nm，c=0.4955nm；其原子半径为0.138nm，密度为19.05gcm-3。试求每单位晶胞的原子数目及积累系数。斜方晶系即正交晶系：a≠b≠c,α=β=γ2315.说明为什么只有置换型固溶体的两个组份之间才能相互完全溶解，而填隙型固溶体则不能。答：置换型固溶体：溶质原子代替一部分溶剂原子占据溶剂晶格某些结点位置所组成的固溶体。间隙型固溶体：溶质原子进入溶剂晶体间隙位置所形成的固溶体。由于溶剂晶体间隙有限，能填入异质原子或离子的数目也有限，因此间隙型固溶体是有限固溶体。4（1）主链结构①当主链中含C-O，C-N，Si-O键时，柔顺性好。因为O、N原子四周的原子比C原子少，内旋转的位阻小；而Si-O-Si的键角也大于C-C-C键，因而其内旋转位阻更小，即使在低温下也具有良好的柔顺性。如：影响高分子链柔性的因素5②苯环或共轭双键：

当主链中由共轭双键组成时，由于共轭双键因p电子云重叠不能内旋转，因而柔顺性差，是刚性链。如：聚乙炔和聚苯6例1：

顺聚丁二烯σ=1.68

聚乙烯σ=1.84③孤立双键：例2：

聚氯丁二烯（氯丁橡胶）聚氯乙烯7⑵取代基（侧基）①极性：取代基的极性越大，极性基团数目越多，相互作用越强，单键内旋转越困难，分子链柔顺性越差。如：8②非极性空间位阻分子链间距取代基为刚性，空间位阻越大，柔性越低。9取代基为柔性，分子链间距越大，柔性越高。10

对称性取代基，可使分子链间的距离增大，相互作用减弱，柔顺性大。侧基对称性越高，分子链柔顺性越好。如：（3）氢键假如高分子链的分子内或分子间可以形成氢键，氢键的影响比极性更显著，可大大增加分子链的刚性，降低柔性。（4）交联柔性下降交联密度低——影响较小交联密度增加——柔性急剧下降交联密度极高——刚性如：[1]硫化橡胶

[2]热固性塑料116.2介电材料

什么是介电材料？DielectricMaterial

绝缘材料？导体材料？半导体材料？介电材料＝电介质特征：束缚电荷E电荷中心重合电荷中心不重合电介质的极化类比磁化概念两个问题12

电介质材料是指电阻率大于的材料，是相对于金属材料和半导体材料而区分的。金属材料：共有化电子半导体材料：载流子电介质材料：束缚电荷13电介质材料的分类及应用绝缘材料：电阻率很高，能承受很强的电场，不易被击穿。主要是高分子电介质和无碱玻璃。电容器材料：主要是陶瓷材料，包括两种，一种是具有严格温度系数的高频稳定型陶瓷，一种是介电系数特殊大的铁电陶瓷。压电材料：是具有能使机械能和电能相互转换的材料。在实际应用中，主要的压电材料是压电陶瓷，广泛用于情感元件、电声器件等方面。电介质材料的分类14在外电场作用下，材料发生两种响应：电传导电感应绝缘起满足电容作用的器件32种点群-20个点群具有压电性10个含单一对称轴，具有自发极化（热释电）自发极化能被电场转向（铁电）15压电材料液晶电介质结构材料电介质功能材料介电材料电介质材料电介质材料的应用166.2.1材料的介电性特征介电常数1）材料因素：ε材料在电场中被极化的实力2）尺寸因素：d和A：平板间的距离和面积假如介电介质为真空：在平行板电容器间放置某些材料，会使电容器存储电荷的实力增加，C>C0真空介电常数：ε0=8.85×10-12F.m-1(法拉/米)相对介电常数：εr介电常数（电容率）：=0r(F/m)介电常数是描述某种材料放入电容器中增加电容器存储电荷实力的物理量。17极化：电介质内质点正负电荷中心分别，转变成偶极子；电偶极距：极化率：单位电场强度下质点电偶极距的大小，表征电介质的极化实力，只与材料的性质有关，单位F.m2；极化强度：电介质单位体积内的电偶极距总和，与面电荷密度单位一样，C/m2；电介质极化系数：将宏观电场E和宏观物理量P联系起来；极化现象及其物理量18电介质：绝缘体，无自由电荷。电介质极化特点：内部场强一般不为零。1.有极分子和无极分子电介质有极分子：分子的正电荷中心与负电荷中心不重合。负电荷中心正电荷中心无极分子：分子的正电荷中心与负电荷中心重合如氦(He)、氢(H2)、甲烷(CH4)等++H+HO

介质极化和静态介电常数19无外电场时，有极分子电矩取向不同，整个介质不带电。（2）有极分子的取向极化在外电场中有极分子的固有电矩要受到一个力矩作用，电矩方向转向和外电场方向趋于一样。2.电介质的极化（1）无极分子的位移极化加上外电场后，在电场作用下介质分子正负电荷中心不再重合，出现分子电矩。20真空－++++－－－E－++++－－－－++－－++－+－+－+－+－+－+－+－+－自由电荷+－偶极子束缚电荷1.具有一系列偶极子和束缚电荷的极化现象极化现象电介质的极化21电介质极化的微观机理（类型）弹性位移极化（瞬时极化）取向极化（弛豫极化）电子位移极化（ElectronicPolarizability）

Responseisfast,τissmall离子位移极化（IonicPolarizability）

Responseisslower偶极子取向极化（DipolarPolarizability）

Responseisstillslower空间电荷极化

(SpaceChargePolarizability)Responseisquiteslow,τislarge松弛极化电子松弛极化离子松弛极化22极化类型电子极化电子云与原子核的相对位移诱导电偶极子离子极化阴、阳离子的相对位移诱导电偶极子转向极化固有电偶极子的指向在外场中转向空间电荷极化在绝缘体界面移动载流子形成的极化电介质的极化23极化机制极化的基本形式：第一种：位移式极化------弹性的、瞬间完成的、不消耗能量的极化。第二种：该极化与热运动有关，其完成需要一定的时间，且是非弹性的，需要消耗一定的能量。24位移极化取向极化①位移极化

Displacementpolarization

主要是电子发生位移②取向极化Orientationpolarization

由于热运动这种取向只能是部分的，遵守统计规律。25(1)电子位移极化电子位移极化和电子松弛极化电子位移极化无外电场作用+

E电子位移极化±-26电子云位移极化的特点：a)极化所需时间极短，在一般频率范围内，可以认为ε与频率无关；

b)具有弹性，没有能量损耗。

c)温度对电子式极化影响不大。(1)电子位移极化：

电场作用时，正、负电荷中心产生相对位移(电子云发生了变更而使正、负电荷中心分别的物理过程)

电子云位移极化存在于一切气体、液体及固体介质中。27另一方面，壳层电子与原子核之间的相互吸引力的作用是使正负电中心重合。就是在这二各力的作用下原子处于一种新的平衡状态。在这个新平衡状态中该原子具有一个有限大小的感应偶极矩，用Pe表示感应偶极矩的大小，Pe与电场之间的关系为：其中e称为电子位移极化率。28利用玻尔原子模型，可具体估算出的大小，即结论：电子极化率的大小与原子（离子）的半径有关29(2)离子位移极化离子位移极化：离子在电场的作用下，偏移平衡位置引起的极化。在交变电场作用下，离子在电场中的运动设想为弹簧振子。－++－EX+X-感生的电偶极矩为：

=q(x+－x-)=

iEloc30positivenegativeEP31离子位移极化的特点：a)时间很短，在频率不太高时，可以认为ε与频率无关；b)属弹性极化，能量损耗很小。c)离子位移极化受两个相反因素的影响：温度上升时离子间的结合力降低，使极化程度增加；但离子的密度随温度上升而减小，使极化程度降低。通常，前一种因素影响较大.32(3)松弛极化松弛质点：材料中存在着弱联系的电子、离子和偶极子。松弛极化：松弛质点由于热运动使之分布混乱，电场力使之按电场规律分布，在确定温度下发生极化。松弛极化的特点：比位移极化移动较大距离，移动时需克服确定的势垒，极化建立时间长，需吸取确定的能量，是一种非可逆过程。33(ⅰ)

离子松弛极化结构正常区缺陷区U松U’松U导电34离子松弛极化率：T=q2x2/12kT温度越高，热运动对质点的规则运动阻碍增加，极化率减小。离子松弛极化率比电子位移极化率大一个数量级，可导致材料大的介电常数。35(ii)

电子松弛极化电子松弛极化：材料中弱束缚电子在晶格热振动下，吸收一定能量由低级局部能级跃迁到较高能级处于激发态；处于激发态的电子连续地由一个阳离子结点，移到另一个阳离子结点；外加电场使其运动具有一定的方向性，由此引起极化，使介电材料具有异常高的介电常数。36(4)转向极化转向极化：具有恒定偶极矩的极性分子在外加电场作用下，偶极子发生转向，趋于和外加电场方向一致，与极性分子的热运动达到统计平衡状态，整体表现为宏观偶极矩。转向极化比电子极化率高得多。37转向极化在离子晶体中的应用－－－－+－－－－+－－－+－－－+－－－－+++++++－+－－－－+－－－－+－－－－+－－－+－－－－++++++++一对晶格空位的定向38(5)空间电荷极化空间电荷极化：在不均匀介质中，如介质中存在晶界、相界、晶格畸变、杂质、气泡等缺陷区，都可成为自由电子运动的障碍；在障碍处，自由电子积聚，形成空间电荷极化，一般为高压式极化。----++++----++++----++++外电场P39l在外电场中的电介质分子无极分子只有位移极化，感生电矩的方向沿外场方向。无外场下，所具有的电偶极矩称为固有电偶极矩。在外电场中产生感应电偶极矩（约是前者的10-5)。有极分子有上述两种极化机制。在高频下只有位移极化。40空间电荷极化的特点：①时间较长；②属非弹性极化，有能量损耗；③随温度的上升而下降；④主要存在于直流和低频下，高频时因空间电荷来不及移动，没有或很少有这种极化现象。41自发极化假如晶胞不仅结构上没有对称中心，而且在无外力作用时晶胞本身的正、负电荷中心不相重合，即晶胞具有极性，那么，由于晶体构造的周期性和重复性。晶胞的固有电矩便会沿着同一方向排列整齐，使晶体处在高度的极化状态下，由于这种极化状态是在外场为零时自发地建立起来的，因此称为自发极化。42

各种极化形式的比较极化形式极化的电介质种类极化的频率范围与温度的关系能量消耗电子位移极化一切陶瓷直流——光频无关无离子位移极化离子结构直流——红外温度升高极化增强很弱离子松弛极化离子不紧密的材料直流——超高频随温度变化有极大值有电子位移松弛极化高价金属氧化物直流——超高频随温度变化有极大值有转向极化有机直流——超高频随温度变化有极大值有空间电荷极化结构不均匀的材料直流——高频随温度升高而减小有43各种极化机制的频率范围44空间电荷极化转向极化离子极化电子极化色散损耗等效电路微波红外紫外驰豫空间电荷极化转向极化共振离子极化电子极化相对介电常数的频率相关性45宏观极化强度与微观极化率外加电场E外E1

外加电场E外(物体外部固定电荷所产生。即极板上的所有电荷所产生）构成物体的所有质点电荷的电场之和E1

（退极化电场，即由材料表面感应的电荷所产生）E宏=E外+E11.宏观电场：－++++－－－－++－－+－++++－－－462.原子位置上的局部电场Eloc

（有效电场）

Eloc=E外+E1+E2+E3++++++++－－－－－－－+++－－－E外E1E2E3对于气体质点，其质点间的相互作用可以忽略，局部电场与外电场相同。对于固体介质，周围介质的极化作用对作用于特定质点上的局部电场有影响。作用于介质中质点的内电场周围介质的极化作用对作用于特定质点上的电场贡献。47影响介电常数的因素：介电类型温度系数介电常数与温度呈强的非线性关系，用温度系数描述温度特征难度大介电常数与温度呈线性关系，可以用温度系数描述介电常数与温度的关系48材料的介电性——电介质的物理参数介电损耗电介质在电场作用下的往往会发生电能转变为其它形式的能（如热能）的状况，即发生电能的损耗。常将电介质在电场作用下，单位时间消耗的电能叫介质损耗。49介电损耗损耗的能量与通过其内部的电流有关。加上电场后通过介质的全部电流包括：①由样品几何电容的充电所造成的位移电流或电容电流，这部分电流不损耗能量；②由各种介质极化的建立引起的电流，此电流与松弛极化或惯性极化、共振等有关，引起的损耗称为极化损耗；由介质的电导（漏导）造成的电流，这一电流与自由电荷有关，引起的损耗称为电导损耗。50介电损耗—电导（或漏导）损耗缺陷的存在，产生带束缚较弱的带电质点。带电质点在外电场的作用下沿着与电场平行的方向做贯穿电极之间的运动。实质相当于沟通、直流电流流过电阻做功，一切好用工程介质材料不论是在直流或在沟通电场作用下，都会发生漏导损耗。51由于各种电介质极化的建立所造成的电流引起的损耗称为极化损耗，这里的极化一般是指弛豫型的。结论：①当外电场频率很低，即ω→0时，各种极化都能跟上电场的变更，即全部极化都能完全建立，介电常数达到最大，而不造成损耗；②当外电场频率渐渐上升时，松弛极化从某一频率起先跟不上外电场变更，此时松弛极化对介电常数的贡献减小，使ω随频率上升而显著下降，同时产生介质损耗，当ω→∞时，损耗达到最大；③当外电场频率达到很高时，松弛极化来不及建立，对介电常数无贡献，介电常数仅由位移极化确定，ω→0时，tanδ→∞，此时无极化损耗。（说明：损耗角，大小可以作为绝缘材料的判据σ=ωεtanδ）介电损耗—极化损耗521）电离损耗又称游离损耗，主要发生在含有气相的材料中。它们在外电场强度超过了气孔内气体电离所须要的电场强度时，由于气体电离而吸取能量，造成损耗，即电离损耗。当固态绝缘物中含有气孔时，由于在正常条件下气体的耐受电压实力一般比固态绝缘物的低，而且电容率也比固态小，必需尽量减小介质中的气孔。材料的介电损耗532）结构损耗在高频、低温下，与介质内部结构的紧密程度亲密相关的介质损耗。试验表明，结构紧密的晶体或玻璃体的结构损耗都是很小的。一般材料，在高温、低频下，主要为电导损耗；在常温、高频下，主要为松弛极化损耗；在高频、低温下主要为结构损耗。材料的介电损耗541介质在电场中的破坏介质的击穿：外加电场强度超过某一临界值时，介质由介电状态变为导电状态的现象。介电强度：相应的临界电场强度。2热击穿热击穿的本质：处于电场中的介质，由于介质损耗而受热；当外加电压足够高时，散热和发热从平衡状态转入非平衡状态，介质的温度将越来越高，直至出现永久性破坏。介电强度55固体介质电击穿的碰撞电离理论：在强电场作用下，固体导带中可能因冷或热发射存在一些电子，这些电子被加速，获得动能；高速电子与晶格振动相互作用，把能量传递给晶格；

上述两个过程在一定温度和场强下平衡时，固体介质有稳定的电导；当电子从电场中获得能量大于传递给晶格振动能量时，电子动能越来越大；

大到一定值，电子与晶格振动的相互作用导致电离产生新电子，使电子数目迅速增加，电导进入不稳定状态，发生击穿。电击穿56介电材料的类型有哪些？气体电介质液体电介质固体电介质无机电介质有机电介质低介装置陶瓷高介电容器瓷独石电容器瓷强介铁电陶瓷压电与电光陶瓷微波介质陶瓷玻璃电介质57

低介装置陶瓷用于电子技术、微电子技术、光电子技术中起绝缘作用的陶瓷装置零件、陶瓷基片以及多层陶瓷包封等的瓷料。陶瓷基片电子陶瓷零件58应用：高频绝缘子骨架、电子管底座、电阻器基片、厚膜混合集成电路基片、微波集成电路基片等。典型材料：氧化铝—滑石—堇青石—镁橄榄石—氧化铍BeO氮化铝AlN氮化硼BN透亮陶瓷LTCC基片瓷

低介装置陶瓷59LTCC基片低温陶瓷共烧技术(LTCC)是一种先进的混合电路封装技术，可以将无源元件埋置于基板内部，而将有源元件贴装于基板表面，共同实现确定功能。

低介装置陶瓷60Philips公司的SIP全功能蓝牙组件环路滤波、天线滤波等无源元件集成在LTCC多层基板内部。

ST公司的三频GSM/GPRS收发器模块

该产品将l部手机的外围元器件数量从80个削减到5个，封装面积缩小了5倍。

低介装置陶瓷61接受FERRO公司ULF系列粉料制作的LTCC电容试验室自制NiZnCu铁氧体粉料制作的LTCC电感

低介装置陶瓷62LTCC叠层片式低通滤波器有效图形层为32层三维尺寸2.0mm×1.2mm×0.9mm

低介装置陶瓷63陶瓷封装多芯片组件MCMMCM——将多个半导体集成电路以裸芯片的状态搭载在不同类型的布线基板上，经整体封装而构成的多芯片组件。MCM的核心是多层基板技术。MCM的应用：武器系统、航天电子、高频雷达、超级计算机、通信、传真、数据处理、高清晰度电视剧、摄像机、汽车电子等。

低介装置陶瓷64

电性能：(a)介电常数低，(b)介电损耗小，(c)抗电强度高，(d)绝缘电阻高，

机械性能：(a)抗弯强度，(b)抗拉强度，

热性能：(a)线热膨胀系数小(b)热导率高(c)热稳定性好性能特点

低介装置陶瓷65

高介电容器瓷用于制备电容器的瓷料，介电常数的变更范围很大(120至600以上)，规格品种很多。纸质电容器陶瓷电容器电解电容器钽电容器可变电容器电容器是一种储能元件66

微波介质陶瓷微波一般指频段介于电磁波谱中的超短波和红外波之间的电磁波，频率范围从300MHz到3000GHz。

分米波：300MHz-3GHz，1m-10cm，特高频。

厘米波：3GHz-30GHz，10cm-1cm，超高频。

毫米波：30GHz-300GHz，1cm-1mm，极高频。

亚毫米波：300GHz-3000GHz，1mm-0.1mm，极超高频。67微波介质陶瓷是近年才快速发展起来的一类新型功能电子陶瓷。以其优异的微波介电性质在微波电路系统中发挥着介质隔离、介质波导、介质谐振等一系列电路功能。正在对微波电路的小型化、集成化、高品质化作出重要贡献。

微波介质陶瓷68应用分类

微波介质陶瓷

用作微波电路的介质基片，起着电路元器件及线路的承载、支撑、绝缘作用。

用作微波电路的电容器，起着电路或元件之间的耦合和储能作用。用作微波电路的介质天线，起着集中吸取存储电磁波能量的作用。用作微波电路的介质波导，起着导引电磁波沿确定方向传播的作用。

用作微波电路的介质谐振器件，起着电路中LC谐振电路的作用。69GPS微波介质陶瓷天线：具有扁平状小型结构、低反射、轴比小、低剖面的特点，广泛应用于1.575GHz频段的手机、导航仪、PDA等。

微波介质基片：在中低温烧结,具有优异的微波介电性能和温度稳定性。西安广芯电子科技有限公司70片式蓝牙天线长：长度仅5-9mm，具有重量轻、高增益、结构紧密、带宽宽、低成本的特点，可应用于2.4GHz频段的蓝牙、无线局域网、小灵通、个人数字蜂窝电话及家庭网络无线射频系统等。

71压电效应：正压电效应：在极性晶体上施加压力、张力、切向力时，则发生与应力成比例的介质极化，同时在晶体两端将出现正负电荷。逆压电效应：在极性晶体上施加电场引起极化，则将产生与电场强度成比例的变形或机械应力。1.压电效应压电材料及热释电材料72正（顺）压电效应示意图F－－－－－－＋＋＋＋＋＋FFF＋＋＋＋＋＋－－－－－－73极化方向+++++－－－－－－－－－－－－+++++++极化方向+++++－－－－－－－－－－－－+++++++自由电荷释放电荷极化方向+++++－－－－－－－－－－－－++++++++++++－－－－－正压电效应逆压电效应74正压电效应的电位移与施加的应力有如下关系：

D=dTd:压电常数逆压电效应的应变与施加的电场强度有如下关系：

S=dEd:压电常数注：正、逆压电效应的压电常数一样。75石英晶体具有压电效应，是由其内部分子结构确定的。图中是一个单元组体中构成石英晶体的硅离子和氧离子，在垂直于z轴的xy平面上的投影，等效为一个正六边形排列。图中“＋”代表硅离子Si4+，“－”代表氧离子O2-。石英晶体产生压电效应的微观机理76硅氧离子的排列示意图(a)xy(b)+xy++---77当石英晶体未受外力作用时，正、负离子正好分布在正六边形的顶角上，形成三个互成120°夹角的电偶极矩P1、P2、P3。如图所示。

(a)Fx=0xy+P1P2P3--++-因为P=qL（q为电荷量，L为正负电荷之间的距离），此时正负电荷中心重合，电偶极矩的矢量和等于零，即

P1+P2+P3＝0所以晶体表面不产生电荷，呈电中性。78(b)Fx<0x+Fxy+-Fx-P1P2P3--++-+++--当晶体受到沿x方向的压力（Fx<0）作用时，晶体沿x方向将产生收缩，正、负离子的相对位置随之发生变更，如图5-5（b）所示。此时正、负电荷中心不再重合，电偶极矩P1减小，P2、P3增大，它们在x方向上的重量不再等于零:(P1+P2+P3)x>0在y、z方向上的重量为:(P1+P2+P3)y=0(P1+P2+P3)z=079当晶体受到沿x方向的拉力（Fx＞0）作用时，其变更状况如图5-5（c）所示。电偶极矩P1增大，P2、P3减小，此时它们在x、y、z三个方向上的重量为(P1+P2+P3)x<0(P1+P2+P3)y=0(P1+P2+P3)z=0(c)Fx>0yx+++FxFxP2P3P1+++--+----在x轴的正向出现负电荷，在y、z方向照旧不出现电荷。802.压电材料的性能（1）机电偶合系数（2）机械品质因数（3）频率常数（4）压电常数（5）弹性模量、相对介电常数、居里温度等。介电质的基本性能：介电常数、介电损耗等特殊应用要求的性能：如：滤波器要求谐振频率稳定性高813.压电振子谐振特性及振动模式阻抗频率反谐振谐振压电振子：极化后的压电体。谐振的产生：对压电振子施加交变电场，当电场频率与压电体的固有频率一样时，产生谐振。(1)谐振特性82（2）压电振子的振动模式伸缩振动、切变振动、弯曲振动薄片型极化方向薄长片极化方向厚度振动径向振动轮廓振动或长度振动横向效应沿轴向振动厚度切变振动83伸缩振动：极化方向与电场方向平行时产生的振动。包括长度伸缩振动、厚度伸缩振动。切变振动：极化方向与电场方向垂直时产生的振动。包括平面切变振动、厚度切变振动。纵向效应：弹性波传播方向与极化轴平行。横向效应：弹性波传播方向与极化轴垂直。弯曲振动：具有两种以上激励电极的振子，在极化方向与电场方向平行而施加的方式不同时，产生的振动。包括厚度弯曲和横向弯曲。84各种振动模式可达到的频率范围振动模式频率

1K10K100K1M10M100M1G弯曲振动长度振动轮廓振动径向振动厚度振动能阱振动声表面波854.压电材料及其应用钛酸钡钛酸铅锆酸铅钛锆酸铅非钙钛矿型：

焦绿石、硫化镉、氧化锌、氮化铝（1）材料钙钛矿型86（2）应用电声器：扬声器、送话筒、水下通讯和探测：水声换能器、鱼群探测器雷达中的陶瓷表面波器件通讯设备：陶瓷滤波器精密测量：压力计红外技术：红外热电探测器高压电源：变压器87高压引线压电陶瓷点火器垫块外壳冲击块V88～V2～V2输入输出伸缩振动压电陶瓷变压器89弯曲振动～～剪切振动90全波模谐振○○应力分布位移分布○○应力分布位移分布半波模谐振91++++++++++++++++++++－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++单片陶瓷压电膜压电换能器92－+++++++++++++++++++++－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－串联型双膜片压电振子+++++_____+++++_____V等效电路93并联型++++++++++++++++++++－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－+双膜片压电振子+++++_____+++++_____94压电陶瓷滤波器mVfr2fa2fr1fa1fmV1221f损耗在频率附近的信号衰减最小fa2（2的反谐振）=fr1（1的谐振）95典型压电材料及应用压电材料分类压电单晶、压电陶瓷、压电薄膜和压电高分子材料从晶体结构分，钙钛矿型、钨青铜型、焦绿石型及铋层结构等从化合物成分角度分：一元系统、二元系统，三元系统一元系统BaTiO3和PbTiO3PbTiO3TC=490℃PbTiO3工艺性能差，Pb蒸发，出现“粉化”现象，Li2O、NiO、MnO2引入形成缓冲晶界96热释电晶体材料（Pgro-electriccrystals）1.热释电效应某些晶体当温度变更时，产生电极化现象，并且电极化强度随温度变更而发生变更。一般地，电极化强度随着温度上升，出现某方向极化的增加，随着温度下降，沿此方向的极化的减弱。这种现象称作热释电效应。具有这种效应的晶体称作热释电晶体。热释电晶体的自发极化强度PS与温度变更ΔT成线性关系，ΔPS=PSΔTPS或用表示，称作热释电晶体的热释电常数。我们已经知道，压电晶体的结构特征是无对称中心，热释电晶体首先是压电晶体，故它们也没有对称中心，另外，还必需有一个极轴。97热释电效应与晶体结构具有自发式极化是前提条件32种晶体对称型中，有