如何理解電容器的容量老化

如何理解電容器的容量老化
鐵電體陶瓷電容器的容量和介質(zhì)損耗會(huì)展現(xiàn)出隨時(shí)間延長(zhǎng)而衰減的趨勢(shì)。這種被稱為老化的現(xiàn)象是
可逆的，其產(chǎn)生的原因在於鐵電體晶體結(jié)構(gòu)隨溫度而變化。
鐵電介質(zhì)以鈦酸鋇（BaTiO3）為主要成分，加入一定的氧化物以改變材料晶體慣態(tài)和對(duì)稱性，產(chǎn)生
出鐵電疇。在居裏點(diǎn)（120℃）附近，BaTiO3晶體結(jié)構(gòu)由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较?，自發(fā)極化不再發(fā)生。而
當(dāng)冷卻通過居裏點(diǎn)時(shí)，材料晶體結(jié)構(gòu)又重新由立方相轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较?，其點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)中不存在對(duì)稱中心。Ti4+
離子可以佔(zhàn)據(jù)兩個(gè)非對(duì)稱位置中的一個(gè)，從而導(dǎo)致永久性電偶極。由於相鄰晶胞相互作用的影響足以建
立起極化疇，因此這些電偶極是自發(fā)產(chǎn)生和略微有序的。平行極化疇是隨機(jī)取向的（在沒有外加電場(chǎng)作
用的情況下），給系統(tǒng)提供應(yīng)變能。而應(yīng)變能的鬆弛正是材料介電常數(shù)老化的原因，具有下列時(shí)間關(guān)係：
K = K0 -m log t
這裏
K = 任意時(shí)間t處的介電常數(shù)
K0 = 時(shí)間t0（t0 < t）處的介電常數(shù)
m = 衰減速率
上面公式是對(duì)數(shù)關(guān)係，如果採(cǎi)用半對(duì)數(shù)圖處理所得資料，其結(jié)果將會(huì)近似於一條直線，正如下圖所
示。每十倍時(shí)內(nèi)K（或電容量）變化的百分?jǐn)?shù)可以通過計(jì)算得出，用做衡量瓷料優(yōu)劣的一個(gè)指標(biāo)。
與微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)，進(jìn)而對(duì)極化產(chǎn)生影響的的因素（材料純度、晶粒尺寸、燒結(jié)情況、晶界、空隙率，
內(nèi)應(yīng)力）同樣也決定了疇壁移動(dòng)和重新取向的自由程度。