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一、鈦酸鋇陶瓷簡介

鈦酸鋇（BaTiO3）是BaO-TiO2體系中經典的鐵電化合物，典型鈣鈦礦型結構晶體，具有良好的介電和鐵電特性，是電子陶瓷元件的基礎母材，廣泛應用于制作體積小、容量大的微型電容器和溫度補償元件，也用來制作非線性元件、介質放大器、電子計算機記憶元件、陶瓷敏感元件、微波陶瓷及壓電陶瓷，多層陶瓷電容器、熱敏電阻器、電光器件和動態隨機存儲器等方面，是電子功能陶瓷器件的基礎原料，因此被廣大學者和生產廠家稱為“電子陶瓷產業的支柱”。

二、鈦酸鋇陶瓷晶體結構

鈦酸鋇陶瓷有五種晶體結構，分別為六方型、立方型、四方相、正交型和三方型。在陶瓷材料領域中，碳酸鋇陶瓷常見的只有兩種晶型，即立方型晶型和四方相晶型。當鈦酸鋇為立方鈣鈦礦型結構時，Ti4+居于O2-構成的氧八面體中央，Ba2+(鋇離子)則處于八個氧八面體圍成的空隙中。此時的鈦酸鋇晶體結構對稱性極高，因此無偶極矩產生，晶體無鐵電性，也無壓電性。當鈦酸鋇為四方鈣鈦礦型結構時，晶體的對稱性下降，具有顯著地鐵電性和壓電性，其自發極化強度沿c軸方向。所以研究鈦酸鋇晶型的組成和比例對鈦酸鋇的鐵電和壓電性能至關重要。

鈦酸鋇晶胞結構（a）為立方相，（b）、（c）為四方相

三、XRD在鈦酸鋇陶瓷材料檢測中的應用

四方相的鈦酸鋇具有良好的介電性能、壓電性能、鐵電性能，被廣泛應用于多層陶瓷電容器（MLCC）、熱敏電阻、動態存儲器和光電器件等方面。與立方型相比，四方相鈦酸鋇具有自發極化現象，其鐵電、壓電、熱電性能更為優異。而XRD在鈦酸鋇陶瓷材料中的應用主要是物相分析，如研究不同煅燒溫度下鈦酸鋇陶瓷材料的晶型轉變，亦可根據Rietveld精修（全譜擬合）得到具體的晶胞參數，參考軸率c/a值進一步判斷晶相的構成。

四、應用案例

(1)待測樣品圖

左：BaTiO3-1樣品；右BaTiO3-2樣品

(2)檢測結果

BaTiO3-1的XRD圖譜

BaTiO3-2的XRD圖譜

(4)結論

由上圖可知，BaTiO3-1樣品物相為立方相鈦酸鋇（PDF#00-031-0174）；BaTiO3-2樣品物相為四方相鈦酸鋇（PDF#04-009-3215），它在2θ約為45°處出現了（200）和（002）的雙峰結構，即衍射峰發生分裂，當只有一個衍射峰時為完全的立方相，有兩個衍射峰時，說明含有四方相，而且劈叉的程度隨四方相含量的增大而更加明顯。