Широкое применение в технике имеет поликристаллическая керамика на основе BaTiO${}_{3}$ с добавками BaZrO${}_{3}$, SrTiO${}_{3}$, CaTiO${}_{3}$ и др. Керамика изготавливается спеканием при высоких температурах $\approx 1400^{\circ}$С. Образцы керамики представляют собой совокупность кристаллитов, которые, в свою очередь, состоят из большого количества доменов. Свойства керамики являются результатом усреднения свойств образующих их кристаллитов. Свойствами керамики можно управлять посредством изменения состава твердых растворов.

Влияние процентного содержания добавки на температурную зависимость диэлектрической проницаемости твердых растворов BaTiO${}_{3}$—SrTiO${}_{3}$ и BaTiO${}_{3}$—CaTiO${}_{3}$ иллюстрируется графиками, показанными на рис. 5 и 6. Из рис. 5 видно, что замещение титана стронцием уменьшает температуру фазового перехода этого твердого раствора от $120^{\circ}$С до — $150^{\circ}$С (при 80 % SrTiO${}_{3}$). Рис. 6 иллюстрирует «сглаживание» пиков диэлектрической проницаемости, которое происходит при увеличении содержания CaTiO${}_{3}$ в растворе. Для создания сегнетоэлектрических керамик используются также твердые растворы с несколькими компонентами. Если в керамике созданы неоднородные внутренние напряжения, то, из-за суперпозиции нескольких кривых со слегка смещенными по температуре пиками, результирующая кривая становится более пологой. Так, например, пик диэлектрической проницаемости кристалла чистого титаната бария при $120^{\circ}$С смещается при внесении добавок стронция и кальция до $30^{\circ}$С, причем пик сильно сглаживается: $\varepsilon$ уменьшается лишь вдвое при изменении температуры на $\pm 50^{\circ}$С.

Эти свойства сегнетоэлектрических керамик используются при создании различных типов малогабаритных конденсаторов большой емкости. Некоторые из них обладают уникальными свойствами, например: вариконд — конденсатор, заполненный сегнетокерамикой, емкость которого нелинейно зависит от приложенного напряжения, и компенсирующий конденсатор, емкость которого изменяется при нагреве. Сегнетэлектрическая керамика для варикондов изготовлена на основе твердых растворов Ba(Ti,Sn)O${}_{3}$ или Pb(Ni,Zr,Sn)O${}_{3}$. Некоторые сегнетоэлектрические свойства варикондов приведены в табл. 3.

Таблица 3.

Свойства сегнетокерамики для варикондов

Приведенные здесь сведения необходимо учитывать при интерпретации результатов измерений, так как образцы для лабораторной работы обычно изготавливаются из конденсаторной сегнетоэлектрической керамики.

Далее к описанию лабораторных работ «Электрические и магнитные свойства твердых тел»