反铁电陶瓷,是主晶相为反铁电体的功能陶瓷。反铁电陶瓷可以在反铁电相与铁电相之间转变,施加电场时,被激发成为铁电相,失去电场时,变回反铁电相。反铁电陶瓷具有介电常数高、介电损耗低、储能密度高等特点。
反铁电陶瓷可以应用在电容器、换能器、驱动器、压电调节单元等制造中,进而应用在军工国防、航空航天、仪器仪表、高端装备等领域。在电容器方面,利用反铁电陶瓷可以制备高工作电压、大电流、高储能密度的反铁电多层陶瓷电容器,应用在武器点火、空间电推进等领域。
铅基反铁电陶瓷是传统的反铁电陶瓷,性能优良,应用比例较高。锆酸铅(PbZrO3)反铁电陶瓷储能密度高、介电常数大、热稳定性好、耐电强度好、可掺杂其他元素进一步提高性能;锆钛锡酸铅(PLZST)反铁电陶瓷储能密度高、电学性能好、一定温度与频率范围内反铁电相稳定。
随着环保形势日益严峻,各种材料的绿色环保要求日益提高,铅基反铁电陶瓷成分中含有铅元素,面临环境问题,无铅反铁电陶瓷受到关注。铌酸钠(NaNbO3)反铁电陶瓷工作温度范围宽、极化强度高、储能密度高;铌酸银(AgNbO3)反铁电陶瓷的反铁电特性稳定、储能密度高、温度稳定性好。
2024年,我国先进陶瓷市场规模约为1087亿元,其中,功能陶瓷市场份额占比达到78%,反铁电陶瓷作为功能陶瓷的一种,市场空间良好。随着科技进步,反铁电陶瓷的下游产品例如电容器正在向着小型化、集成化、高能量密度方向发展,倒逼反铁电陶瓷性能提升,因此反铁电陶瓷技术研究仍在不断深入。
新思界
行业分析人士表示,2018年,合肥工业大学团队通过掺杂改性及固相合成技术,制备出稳定可调的无铅铌酸钠基无铅反铁电陶瓷材料,相关成果发表于《材料学报》;2023年5月,陕西科技大学获得一项名为“一种钛酸铋钠基无铅反铁电陶瓷材料及制备方法”的专利授权;2025年3月,昆山清元电子科技有限公司一项名为“高极化反铁电陶瓷材料、电容器及其制备方法”的专利获得公开授权。