陶瓷電容已經被廣泛應用于各個領域了,在我們身邊的電器、電子產品里都有陶瓷電容,雖然應用已經很廣泛了,但還是會老化的。在陶瓷電容器中,尤其是高誘電率系列電容器(B/X5R、R/X7R特性),具有靜電容量隨時間延長而降低的特性,經過的時間越長,其實效靜電容量越低。那么陶瓷電容的老化原理是怎樣的呢?下面為大家講解。
陶瓷電容器中的高誘電率系列電容器,現在主要使用以BatiO3(鈦酸鋇)作為陶瓷電容主要成分的電介質。BaTiO3具有鈣鈦礦形的晶體結構,在居里溫度以上時,為立方晶體(cubic),Ba2+離子位于頂點,O2-離子位于表面中,Ti4+離子位于立方體中的位置。
作為Ti4+離子在結晶單位的延長方向上發生了偏移的結果產生極化,這個極化即使在沒有外部電場或電壓的情況下也會產生,這也稱為自發極化。像這樣具有自發極化,而且可以根據外部電場轉變自發極化的朝向的特性,被特稱為強誘電型。
當將BaTiO3加熱到居里溫度以上時,晶體結構將從正方晶體向立方晶體進行相轉移,伴隨此變化自發極化將消失,并且疇也將不存在。當將其冰冷到居里溫度以下時,在居里溫度附近,從立方晶體向正方晶體發生相轉移,并且C軸方向將延長約百分之一,其它軸將略微縮短,自發極化及疇將生成,同時晶粒將受到因變形而產生的壓力。
在此時晶粒內生成多個微小的疇,各個疇所具有的自發極化處于即使在低電場的情況下也很容易發生相轉變的狀態。如果在居里溫度以下,以無負載的狀態放置,隨著時間的延長會朝著隨機方向生成的疇將具有更大的尺寸,并且向著的量更趨穩定的形態逐漸進行再配列,從而釋放由于晶體的變形而帶來的壓力。
在這種狀態下,為了使各疇所具有的自發極化發生相轉變,需要有更強的電場。與單位體積內的自發極化的相轉變相同的是陶瓷電容的電容率,因此如果減少在弱電場下發生相轉變的疇,靜電容量將降低。
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