锆钛酸钡钙（BCZT）陶瓷属于无铅压电陶瓷 产品性能仍需改善

　　锆钛酸钡钙，简称BCZT，钙钛矿ABO3型结构。锆钛酸钡钙陶瓷的压电性能优良，具有压电常数高、介电常数适中、介电损耗低、频率稳定性好、疲劳稳定性好等特点，是重要的无铅压电陶瓷产品之一。

 

　　压电陶瓷的功能是将电能与机械能相互转化，下游应用范围十分广泛，预计到2025年，全球压电陶瓷市场规模将达到668.7亿元。锆钛酸铅（PZT）陶瓷是最具代表性的压电陶瓷产品，具有优异的压电性能、热稳定性，在市场中占据主导地位。但锆钛酸铅陶瓷含有元素铅，在高温条件下会挥发，对生态环境造成危害。在此情况下，无铅压电陶瓷受到关注。

 

　　锆钛酸钡钙陶瓷以锆钛酸钡（BZT）、钛酸钡钙（BCT）为原料，按照一定比例混合后烧结制成。与锆钛酸铅陶瓷相比，锆钛酸钡钙陶瓷的压电常数接近，还具有良好的铁电性能，并且成分中不含铅元素，环保性优点突出。锆钛酸钡钙陶瓷凭借优良的压电性能与环保性能，相关研究正在不断增多。

 

　　根据新思界产业研究中心发布的《2023-2028年中国锆钛酸钡钙（BCZT）陶瓷行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，锆钛酸钡钙陶瓷可用来制造换能器、制动器、电容器等产品，但目前其性能仍有缺陷，且经济效益较低，限制了其应用范围进一步扩大。从性能方面来看，锆钛酸钡钙陶瓷居里温度低、温度稳定性差；从经济方面来看，锆钛酸钡钙陶瓷烧结温度要求高、生产成本高。锆钛酸钡钙陶瓷可以通过工艺优化、掺杂改性两种方式使性能及经济效益提升。

 

　　锆钛酸钡钙陶瓷制备工艺主要有：固相烧结法，可获得高致密度陶瓷；微波烧结法，可获得高致密度陶瓷，与前一种方法相比烧结时间短、产品平均晶粒尺寸小；热压烧结法，产品织构取向性好，可进一步提高产品的致密度与压电性能；放电等离子烧结法，与前几种方法相比，产品晶粒尺寸极小、压电性能更为优良。

 

　　锆钛酸钡钙陶瓷可以通过掺杂其他元素或化合物的方法来改善性能。通过掺杂Bi(Mg0.5Ti0.5)O3等，可以提高锆钛酸钡钙陶瓷的居里温度；通过掺杂氧化镓（Ga2O3）、三氧化二钇（Y2O3）、氧化镝（Dy2O3）、钬（Ho）等，可以提升锆钛酸钡钙陶瓷的温度稳定性；通过掺杂锂（Li）、氧化铜（CuO）、二氧化铈（CeO2）等，可以降低锆钛酸钡钙陶瓷的烧结温度。

 

　　新思界行业分析人士表示，未来随着工艺技术进步、性能缺陷逐渐改善，锆钛酸钡钙陶瓷市场空间将不断增大。在我国，锆钛酸钡钙陶瓷相关研究机构不断增多，现阶段主要有贵州大学、西安交大、哈尔滨理工大学、四川大学、常州大学、上海师范大学等。

 

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