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陶瓷電容器的FAQ
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陶瓷電容器的FAQ
特性
陶瓷電容器的靜電容量會(huì )不會(huì )隨時(shí)間而變化？此外，對于隨時(shí)間變化有哪些注意事項？
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(shí)間延長(cháng)而降低的特性。
當在時(shí)鐘電路等中使用時(shí)，應充分考慮此特性，并在實(shí)際使用條件及實(shí)際使用設備上進(jìn)行確認。
例如，如下圖所示，經(jīng)過(guò)的時(shí)間越長(cháng)，其實(shí)效靜電容量越低。(在對數時(shí)間圖上基本呈直線(xiàn)線(xiàn)性降低)
例如，如下圖所示，經(jīng)過(guò)的時(shí)間越長(cháng)，其實(shí)效靜電容量越低。(在對數時(shí)間圖上基本呈直線(xiàn)線(xiàn)性降低)
＊下圖橫軸表示電容器的工作時(shí)間(Hr)，縱軸表示的是相對于初始值的靜電容量的變化率的圖表。
如圖中所示，靜電容量隨著(zhù)時(shí)間延長(cháng)而降低的特性稱(chēng)為靜電容量的經(jīng)時(shí)變化(老化)。
此外，對于老化特性，不僅僅限于本公司的產(chǎn)品，在所有高誘電率型電容器中都有此現象，在溫度補償用電容器中沒(méi)有老化特性。
另外，因老化而導致靜電容量變小的電容器，當由于工序中的焊接作業(yè)等使溫度再次被加熱到居里溫度(約125°C)以上時(shí)，靜電容量將得到恢復。
而且，當電容器溫度降至居里溫度以下時(shí)，將再一次開(kāi)始老化。
關(guān)于老化特性的原理
BaTiO3具有如下圖所示的鈣鈦礦(perovskite)形的晶體結構，在居里溫度以上時(shí)，為立方晶體(cubic)，Ba2+離子位于頂點(diǎn)，O2-離子位于表面中心，Ti4+離子位于立方體中心的位置。
上圖是在居里溫度(約125℃)以上時(shí)的立方體(cubic)的晶體結構，在此溫度以下的常溫領(lǐng)域，為一個(gè)軸(C軸)伸長(cháng)，其他軸略微縮短的正方晶系(tetragonal)晶體結構。
此時(shí)，作為T(mén)i4+離子在結晶單位的延長(cháng)方向上發(fā)生了偏移的結果，產(chǎn)生極化，不過(guò)，這個(gè)極化即使在沒(méi)有外部電場(chǎng)或電壓的情況下也會(huì )產(chǎn)生，因此，稱(chēng)為自發(fā)極化(spontaneous polarization)。
像這樣，具有自發(fā)極化，而且可以根據外部電場(chǎng)轉變自發(fā)極化的朝向的特性，被特稱(chēng)為強誘電型。
（有時(shí)將菱面體晶系稱(chēng)為三方晶系，把斜方晶系稱(chēng)為單斜晶系。）
另外，當將BaTiO3加熱到居里溫度以上時(shí)，晶體結構將從正方晶體向立方晶體進(jìn)行相轉移。伴隨此變化自發(fā)極化將消失，并且疇也將不存在。
當將其冷卻到居里溫度以下時(shí)，在居里溫度附近，從立方晶體向正方晶體發(fā)生相轉移，并且C軸方向將延長(cháng)約1%，其他軸將略微縮短，自發(fā)極化及疇將生成。同時(shí)晶粒將受到因變形而產(chǎn)生的壓力。
在此時(shí)，晶粒內生成多個(gè)微小的疇，各個(gè)疇所具有的自發(fā)極化處于即使在低電場(chǎng)的情況下也很容易發(fā)生相轉變的狀態(tài)。
除此之外，晶界層的空間電荷(移動(dòng)緩慢的離子及空隙點(diǎn)等)將發(fā)生移動(dòng)，并產(chǎn)生空間電荷的極化�？臻g電荷的極化將對自發(fā)極化產(chǎn)生作用，阻礙自發(fā)極化的相轉變。
在這種狀態(tài)下，為了使各疇所具有的自發(fā)極化發(fā)生相轉變，必需要有更強的電場(chǎng)。
與單位體積內的自發(fā)極化的相轉變相同的是電容率，因此如果減少在弱電場(chǎng)下發(fā)生相轉變的疇，靜電容量將降低。
上述內容被普遍認為是老化特性的原理。
