钛酸铜钙

钛酸铜钙性质、用途与生产工艺

概述

钛酸铜钙材料在室温下介电常数可高达104，单晶甚至达到8×104，介电常数大于1000的大部分钙钛矿类化合物常会伴随有铁电和弛豫行为，因此介电常数会敏感于温度的变化，导致电子器件的稳定性降低，从而在实应用中有一定的局限性，如BaTiO3材料。而CaCu3Ti4O12是一种非铁电性的氧化物材料，其高的介电常数相对于频率和温度具有半独立特性，在100-400K温度范围内具有稳定性，并且不具有BaTiO3发生铁电相变时的四次轴和Z轴位移。

钛酸铜钙(简称: CCTO)，钙钛矿立方晶系，具有的良好的综合性能，使其在高密度能量存储、薄膜器件（如MEMS、GB-DRAM）、高介电电容器等一系列高新技术领域中获得广泛的应用。
CCTO可用于电容器、电阻器、新能源电池行业。
CCTO可应用于动态随机存储记忆体，即DRAM。
CCTO可用于电子、新型电池、太阳能电池、新能源汽车电池行业等。
CCTO可用于高端航天电容、太阳板等。

用途

钛酸铜钙－CaCu3Ti4O12化合物(简称CCTO)为钙钛矿立方晶系结构。最近文献报道了CaCu3Ti4O12具有反常的巨介电常数（ε≈104-105）和极低的损耗（tgδ≈0.03）,特别是在很宽的温区范围内（100-400K）介电常数值几乎不变，反映了介电响应的高热稳定性。且不需要特殊的制造过程，烧结温度也不高，约为1000℃~1100℃上下，是一般介电材料难以达到的性质。这些良好的综合性能，使其有可能成为在高密度能量存储、薄膜器件（如MEMS、GB-DRAM）、高介电电容器等一系列高新技术领域中获得广泛的应用。可是该类材料最大的反常还在于冷却到100K以下介电常数发生急剧下降（ε≈100），X射线衍射（XRD）、拉曼散射和中子衍射分析表明即使冷却到35K也没有观察到任何长程结构上的相变。XRD分析表明该特性有悖于铁电性局域极矩合作有序化所作的解释。

制备方法

钛酸铜钙的制备方法和制备工艺条件对粉体微观形貌、相组成有重要影响，而形貌和相组成对材料的性能有决定性作用。钛酸铜钙粉体的制备方法总体分干法和湿法两大类，主要包括固相法，溶胶-凝胶法，共沉淀法及水热合成法。钛酸铜钙粉末和陶瓷大部分采用传统固相反应法制备，一般采用氧化钙、氧化铜和二氧化钛为原料，通过球磨混合后煅烧得到钛酸铜钙陶瓷。固相反应法具有工艺简单、成本低的优点；但此制备方法因原料的不均匀性及粉体较低的活性，使合成温度升高，同时烧出的陶瓷在显微结构上不均匀，晶粒大小不均，且制备过程中的球磨混合和球磨细化会引入杂质相，由晶界层电容器理论可知杂质相的进入使其介电常数降低。

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