高性能钛酸钡陶瓷的制备工艺与应用
钛酸钡陶瓷的制备方法
钛酸钡陶瓷的制备方法嘿，咱今儿个就来聊聊钛酸钡陶瓷的制备方法。
你知道不，这钛酸钡陶瓷啊，那可是相当重要的材料呢！就好像是一个神奇的宝藏，等着我们去挖掘和打造。
要制备钛酸钡陶瓷，首先得有原材料呀，这就好比做饭得有食材一样。
钛酸钡粉末就是关键的原料之一，这就像是蛋糕里的面粉，是基础中的基础。
然后呢，还得有一些其他的辅助材料，就像是做菜要加调料一样，让整个过程更加完美。
接下来就是具体的操作啦！把这些材料按照一定的比例混合均匀，这可不是随便搅和搅和就行的哦，得细致得很呢，不然出来的东西可就不咋地啦。
想象一下，要是做饭的时候盐放多了或者放少了，那味道能好吗？混合好了之后，就得给它们来个“塑形大改造”啦，把它们变成我们想要的形状，这就像是捏泥巴一样，得有耐心和技巧。
然后，就到了关键的一步——烧结。
这就好比是把食材放进烤箱里烤，得掌握好温度和时间。
温度太高了不行，太低了也不行，时间长了不行，短了也不行，是不是很有讲究？在烧结的过程中，这些材料会发生奇妙的变化，就像毛毛虫变成美丽的蝴蝶一样。
等烧结完成了，哇哦，我们的钛酸钡陶瓷就初步成型啦！不过别急，还得进行一些后续的处理和加工呢，就像给做好的蛋糕再装饰一下，让它更加漂亮和完美。
你说这制备钛酸钡陶瓷是不是很有意思？就像是在创造一个小奇迹一样。
当然啦，这可不是随随便便就能做好的，得有专业的知识和技术，还得有足够的耐心和细心。
要是稍微马虎一点，那可能就前功尽弃啦！咱再想想，生活中很多事情不也是这样吗？要想做好一件事，就得认真对待，一步一个脚印地去努力。
就像制备钛酸钡陶瓷一样，每一个环节都不能马虎，都得用心去做。
所以啊，如果你对钛酸钡陶瓷感兴趣，或者对材料制备有兴趣，那可一定要好好研究研究这些方法。
说不定哪天你就能自己动手做出漂亮的钛酸钡陶瓷呢！那可真是太有成就感啦！别小瞧了自己哦，只要肯努力，啥都能做成！你说是不是这个理儿？。
钛酸锶钡(BST)材料及其应用
钛酸锶钡（BST）材料及其应用摘要钛酸锶钡（BST）是一种电子功能陶瓷材料，广泛应用于电子、机械和陶瓷工业。
本文对钛酸锶钡材料的组成、结构、性能、制备与应用等方面进行了一个比较全面的总结，重点展示了钛酸锶钡的铁电性、结构性能与掺杂改性，并详细介绍了钛酸锶钡薄膜和块体分别在微波移相器和高储能介电陶瓷中的应用。
1 BST的组成与结构钛酸锶钡与钛酸锶、钛酸钡在结构方面具有非常高的相似性，这预示着它们之间的性能必然有着很紧密的联系。
1.1 钛酸钡简介钛酸钡（BaTiO3）是一种强介电材料，是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一，被约2000）、非线誉为“电子陶瓷工业的支柱”。
钛酸钡的电容率大（常温下介电常数r性强（可调性高），但严重依赖于温度和频率。
钛酸钡是一致性熔融化合物（即熔化时所产生的液相与化合物组成相同），其熔点为1618℃，在整个温区范围内，钛酸钡共有五种晶体结构，即六方、立方、四方、正交、三方，随着温度的降低，晶体的对称性越来越低[1]。
在1460-1618℃结晶出来的钛酸钡属于非铁电的稳定六方晶系6/mmm点群；在1460-130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构，此时的钛酸钡晶体结构对称性极高，呈现顺电性（无偶极矩产生，无铁电性，也无压电性）；当温度下降到130℃时，钛酸钡发生一级顺电-铁电相变（即居里点T c=130℃），在130-5℃的温区内，钛酸钡为四方晶系4mm点群，具有显著的铁电性，其自发极化强度沿c轴[001]方向，晶胞沿着此方向变长；当温度从5℃下降到-90℃温区时，钛酸钡晶体转变成正交晶系mm2点群（通常采用单斜晶系的参数来描述此正交晶系的单胞，有利于从单胞中看出自发极化的情况），此时晶体仍具有铁电性，其自发极化强度沿着原立方晶胞的面对角线[011]方向；当温度继续下降到-90℃以下时，晶体由正交晶系转变为三方晶系3m点群，此时晶体仍具有铁电性，其自发极化强度方向与原立方晶胞的体对角线[111]方向平行。
钛酸钡陶瓷制备实验报告(3篇)
第1篇实验目的本实验旨在了解钛酸钡陶瓷的制备过程，掌握固相反应法合成钛酸钡陶瓷的实验步骤，并通过对实验结果的分析，探讨影响钛酸钡陶瓷性能的关键因素。
实验原理钛酸钡（BaTiO3）是一种具有钙钛矿结构的压电陶瓷材料，广泛应用于电容器、传感器、换能器等领域。
钛酸钡陶瓷的制备主要通过固相反应法，即利用高温使钡源和钛源发生化学反应，生成钛酸钡晶体。
实验材料1. 纯度≥99.9%的钛酸钡原料2. 纯度≥99.9%的钡源3. 纯度≥99.9%的钛源4. 纯度≥99.9%的氧化铝（Al2O3）作为助熔剂5. 砂轮研磨机6. 高温炉7. 精密天平8. 精密移液器9. 烧结炉10. 显微镜11. X射线衍射仪（XRD）实验步骤1. 原料准备：称取适量的钛酸钡原料、钡源、钛源和氧化铝，精确至0.01g。
2. 原料混合：将称取好的原料放入球磨罐中，加入适量的去离子水，开启砂轮研磨机进行球磨，时间为2小时。
3. 干燥：将球磨后的浆料在60℃下干燥12小时，得到干燥的粉体。
4. 压制成型：将干燥后的粉体进行压制成型，得到尺寸为10mm×10mm×1mm的陶瓷片。
5. 烧结：将陶瓷片放入高温炉中，在1300℃下烧结2小时。
6. 性能测试：对烧结后的钛酸钡陶瓷进行XRD分析，测定其物相组成；使用显微镜观察其微观结构；测量其介电常数和介电损耗。
实验结果与分析1. XRD分析：通过XRD分析，发现钛酸钡陶瓷主要成分为BaTiO3，没有其他杂质相生成。
2. 微观结构：通过显微镜观察，发现钛酸钡陶瓷晶粒尺寸均匀，分布良好。
3. 介电常数和介电损耗：测量结果表明，钛酸钡陶瓷的介电常数为3450，介电损耗为1.89%，满足实验要求。
结论本实验采用固相反应法成功制备了钛酸钡陶瓷，实验结果表明，该方法能够得到物相组成单一、微观结构良好的钛酸钡陶瓷。
通过调整原料配比、球磨时间、烧结温度等因素，可以进一步优化钛酸钡陶瓷的性能。
钛酸钡陶瓷的种类
掺杂元素如锶、钙、镁等，可以改变钛酸钡的介电常数、压电系数、热导率等性能 参数。
通过选择不同的掺杂元素和掺杂量，可以定制钛酸钡陶瓷以满足特定应用的需求。
表面处理
表面处理是为了改善钛酸钡陶 瓷的表面性能，提高其与金属
或其他材料的粘附性。
高介电常数
钛酸钡陶瓷具有很高的介电常数，使其在制造电容器 、电子滤波器等电子元件方面具有优异性能。
压电性
钛酸钡陶瓷具有压电性，即在外力作用下能够产生电 荷，可用于制造传感器和换能器等。
热稳定性
钛酸钡陶瓷具有较好的热稳定性，能够在较高温度下 保持其性能。
钛酸钡陶瓷的应用领域
电子元件
由于其高介电常数和良好的热稳 定性，钛酸钡陶瓷广泛应用于制 造电容器、电子滤波器、电子管 座等电子元件。
。
制备工艺
高纯度钛酸钡陶瓷的制备工艺较为 复杂，需要经过多次提纯、合成和 烧结等步骤，以确保最终产品的纯 度和性能。
应用领域
高纯度钛酸钡陶瓷广泛应用于电子 、通讯、航空航天等领域，作为功 能陶瓷和结构陶瓷的重要原料。
多孔钛酸钡陶瓷
孔隙结构
应用领域
多孔钛酸钡陶瓷具有发达的孔隙结构 ，孔径大小可调，孔隙率较高。
传感器
利用其压电性，钛酸钡陶瓷可以 用于制造压力传感器、加速度传 感器等传感器件。
通讯领域
在通讯领域，钛酸钡陶瓷可用于 制造高频通讯器件，如手机、无 线电通讯设备中的元件。
02
钛酸钡陶瓷的种类
高纯度钛酸钡陶瓷
纯度要求
高纯度钛酸钡陶瓷的原料纯度要 求极高，通常需要达到99.9%以 上，以确保陶瓷的性能和稳定性
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钛酸钡生产工艺
钛酸钡生产工艺
钛酸钡是一种重要的无机化工原料，主要用于制备电子陶瓷材料、电容器等。
下面介绍钛酸钡的生产工艺。
钛酸钡的生产工艺主要包括钛酸的制备和钛酸与氧化钡反应制备钛酸钡两个步骤。
首先，钛酸的制备。
钛酸可通过钛酸酯的水解反应制备得到。
一般将钛酸酯溶解在适量的有机溶剂中，加入适量的氢氧化钠或氢氧化铵作为催化剂，然后进行加热反应。
反应结束后，用水稀释并过滤得到钛酸。
然后，将制备好的钛酸与氧化钡反应制备钛酸钡。
反应一般在高温下进行，首先将钛酸和氧化钡混合均匀，然后放入高温炉中加热。
反应过程中，钛酸与氧化钡发生化学反应生成钛酸钡。
反应结束后，将产物冷却并过滤，然后用水洗涤去除杂质，最后将产物干燥得到钛酸钡。
在实际生产中，为了提高反应效率和产物纯度，还可以采用其他一些辅助工艺。
例如，在钛酸制备过程中可以控制反应温度、反应时间和酸碱度，以调节钛酸的晶型和晶粒大小。
在钛酸与氧化钡反应过程中，可以在反应体系中添加一些助剂，如硝酸铜、硝酸镁等，以促进反应的进行并优化产物的性能。
总结起来，钛酸钡的生产工艺包括钛酸的制备和钛酸与氧化钡反应制备钛酸钡两个步骤。
通过控制反应条件和添加助剂等辅助工艺，可以提高反应效率和产物的纯度。
除了上述介绍的主
要工艺，钛酸钡生产过程中还可以根据具体需求进行调整和改进，以满足不同领域的应用要求。
钛酸钡的制备工艺以及制备方法样本
1 前言钛酸钡是电子陶瓷材料的基础原料, 被称为电子陶瓷业的支柱。
它具有高介电常数、低介电损耗、优良的铁电、压电、耐压和绝缘性能, 被广泛的应用于制造陶瓷敏感元件, 特别是正温度系数热敏电阻(PTC)、多层陶瓷电容器(MLCCS)、热电元件、压电陶瓷、声纳、红外辐射探测元件、晶体陶瓷电容器、电光显示板、记忆材料、聚合物基复合材料以及涂层等。
钛酸钡具有钙钛矿晶体结构, 用于制造电子陶瓷材料的粉体粒径一般要求在100nm以内。
因此BaTiO3粉体粒度、形貌的研究一直是国内外关注的焦点。
钛酸钡粉体制备方法有很多, 如固相法、化学沉淀法、溶胶—凝胶法、水热法、超声波合成法等。
最近几年制备技术得到了快速发展, 本文综述了国内外具有代表性的钛酸钡粉体的合成方法, 并在此基础上提出了研究展望。
2 钛酸钡粉体的制备工艺2.1 固相合成法固相法是钛酸钡粉体的传统制备方法, 典型的工艺是将等量碳酸钡和二氧化钛混合, 在1 500℃温度下反应24h, 反应式为: BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2↑。
该法工艺简单, 设备可靠。
但由于是在高温下完成固相间的扩散传质, 故所得BaTiO3粉体粒径比较大(微米), 必须再次进行球磨。
高温煅烧能耗较大, 化学成分不均匀, 影响烧结陶瓷的性能, 团聚现象严重, 较难得到纯BaTiO3晶相, 粉体纯度低, 原料成本较高。
一般只用于制作技术性能要求较低的产品。
2.2化学沉淀法2.2.1 直接沉淀法在金属盐溶液中加入适当的沉淀剂, 控制适当的条件使沉淀剂与金属离子反应生成陶瓷粉体沉淀物团。
如将Ba(OC3H7)2和Ti(OC5H11)4溶于异丙醇中, 加水分解产物可得沉淀的BaTiO3粉体。
该法工艺简单, 在常压下进行, 不需高温, 反应条件温和, 易控制, 原料成本低, 但容易引入BaCO3、TiO2等杂质, 且粒度分布宽, 需进行后处理。
2.2.2 草酸盐共沉淀法将精制的TiCl4和BaCl2的水溶液混合, 在一定条件下以一定速度滴加到草酸溶液中, 同时加入表面活性剂, 不断搅拌即得到BaTiO3的前驱体草酸氧钛钡沉淀BaTiO(C2O4)4·4H2O(BTO)。
钛酸钡制备实验报告
化学化工学院材料化学专业实验报告实验名称：压电陶瓷钛酸钡的制备年级：09级材料化学日期：2011-9-7 姓名：蔡鹏学号：222009316210096 同组人：邹磊一、预习部分电子陶瓷用钛酸钡粉体超细粉体技术是当今高科技材料领域方兴未艾的新兴产业之一。
由于其具有的高科技含量，粉体细化后产生的材料功能的特异性，使之成为新技术革命的基础产业。
钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料，高纯超细钛酸钡粉体主要用于介质陶瓷、敏感陶瓷的制造，其中的多层陶瓷电容器、PTC热敏电阻器件与我们的日常生活密切相关，如PTC热敏电阻在冰箱启动器、彩电消磁器、程控电话机、节能灯、加热器等领域有着广泛的应用；MLC多层陶瓷电容在大规模集成电路方面应用广泛。
主要制备方法1，固相法，即氧化物固相烧结法2，液相法，即溶胶---凝胶法，水热法和共沉淀法等固相法简介：以氢氧化钡和钛酸丁酯为原料，采用固相研磨和低温煅烧技术相结合的方法制得钛酸钡纳米材料粉体。
用XRD、TEM、IR和ICP对粉体进行表征结果表明，所得钛酸钡粉体的粒径约为15—20nm，粒子形状近似为球形，晶体结构为立方相，钛钡物质的量比约为1.0.样品制备：称取４．６７９Ｂａ（ＯＨ）２・８Ｈ２０于研钵中研细后，为６６８～８９２℃时，存在于晶格中的羟基被除去。
加人１ｍｌ无水乙醇，拌匀，使Ｂａ（０Ｈ）２・８ＨｚＯ被乙醇充分湿润，然后加入５．ｏｍｌ钛酸丁酯（使反应物中钡与钛的物质的量之比为１．０１ｔ１．ｏ）．混匀后，研磨３０ｍｉｎ，得白色糊状物，放置２４ｈ，变为白色粉末状体。
研细后，置于马弗炉中在不同温度下煅烧３ｈ（将１马弗炉加热到所需温度后再放入样品），产物冷却后。
用５０ｍｌ０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＨＡｃ溶液浸泡１ｈ（洗去反应过程中Ｂａ（ＯＨ）２吸收空气中的Ｃ０２生成的ＢａＣ０３），离心分离。
先用蒸馏水洗涤３次，再用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤２次，置于恒温干燥箱中于８０℃干燥６ｈ，得ＢａＴｉＯ。
钛酸钡粉体制备
钛酸钡纳米粉体的制备方法摘要：钛酸钡粉体是陶瓷工业的重要原料，本文将简要介绍钛酸钡纳米粉体的一些制备工业，如固相法、水热法、溶胶-凝胶法、沉淀法等。
关键词：钛酸钡；粉体;制备方法；1.引言钛酸钡是制备陶瓷电容器和热敏电阻器等许多介电材料和压电材料的主要原料, 近几年来, 随着陶瓷工业和电子工业的快速发展,BaTiO3 的需求量将不断增加，对其质量要求也越来越高。
制备高纯、超细粉体材料是提高电子陶瓷材料性能的主要途径。
所以高纯、均匀、超细乃至纳米化钛酸钡的制备研究一直是各国科学家的研究重点。
钛酸钡的应用越来越广泛。
目前制备钛酸钡的方法主要有:共沉淀法、溶胶- 凝胶法、固相法、反相微乳液法、水热法。
2.钛酸钡粉体的制备工艺2.1固相研磨-低温煅烧法传统钛酸钡的制备主要采用高温煅烧碳酸钡和二氧化钛的混合物或高温煅烧草酸氧钛钡的方法, 它是我国目前工业制备钛酸钡的主要方法, 但由于煅烧温度高达1000~ 1200℃, 因而制得的粉体硬团聚严重、颗粒大而粒度分布不均匀, 纯度低, 烧结性能差。
朱启安[1]等采用室温下将氢氧化钡与钛酸丁酯混合研磨, 再在较低温度( < 300 ℃) 下煅烧的方法制得了钡钛物质的量比约为1. 0、颗粒大小分布均匀、粒径在15~ 20nm 的钛酸钡纳米粉体, 既克服了高温固相煅烧法反应温度高、产品质量低的缺点, 又克服了液相法在水溶液中制备易引入杂质、粒子易团聚等缺点其煅烧温度比传统的固相反应法降低了约700 ~900℃2.2水热法合成水热合成是指在密封体系如高压釜中, 以水为溶剂, 在一定的温度和水的自生压力下, 原始混合物进行反应的一种合成方法。
由于在高温、高压水热条件下, 能提供一个在常压条件下无法得到的特殊的物理化学环境, 使前驱物在反应系统中得到充分的溶解, 并达到一定的过饱和度, 从而形成原子或分子生长基元, 进行成核结晶生成粉体或纳米晶[2]。
水热法制备的粉体, 晶粒发育完整、粒度分布均匀、颗粒之间少团聚, 可以得到理想化学计量组成的材料, 其颗粒度可控, 原料较便宜, 生成成本低。
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高性能钛酸钡陶瓷的制备工艺与应用
钛酸钡因具有高介电常数、压电铁电性及正温度系数等优异性能而成为重要的陶瓷材料。
烧结工艺对钛酸钡陶瓷的致密化与显微结构具有重要影响；钛酸钡陶瓷存在介电常数随温度的变化率较大、介电损耗高、击穿场强低、本身存在薄层时吸收强度弱和带宽窄等缺点，常常通过掺杂改性来提高钛酸钡陶瓷的性能，而不同掺杂材料对钛酸钡陶瓷有着不同的影响。
钛酸钡陶瓷应用前景广阔，进一步研究更优良的钛酸钡陶瓷烧结工艺及掺杂工艺有着很重大的意义。
钛酸钡陶瓷烧结工艺
目前钛酸钡陶瓷的烧结方式主要有无压烧结、高压烧结、微波烧结、毫米波烧结等。
【无压烧结】
无压烧结在常压下进行烧结，主要包括常规无压烧结、两步法烧结、两段法烧结。
常规无压烧结方法是将陶瓷胚体通过加热装置加热到一定温度，经保温后冷却到室温以制备陶瓷的方法。
常规烧结采用高温长时间、等烧结速率进行，此方法需要较高的烧结温度(超过1000℃)和较长的保温时间。
如果烧结温度较低，则不能够形成足够的液相填充胚体里的气孔，材料晶界结合不好并且材料中存在较大的孔洞，此时材料的电性能较差；烧结温度过高，可能导致晶界的移动速度过快，出现晶粒异常增大现象。
两步法烧结的烧结流程为：陶瓷胚体通过加热装置加热到一定温度后不进行保温，立即以很快的速度降温到相对较低的温度进行长时间的保温。
与常规烧结方法相比，两步烧结法巧妙地通过控制温度的变化，在抑制晶界迁移(这将导致晶粒长大)的同时，保持晶界扩散(这是坯体致密化的动力)处于活跃状态，来实现晶粒不长大的前提下达到烧结的目的。
两段法烧结是指在相对较低的温度下保温一段时间，然后再在较高的温度下保温，最后自然冷却。
用此工艺可以降低烧结温度和缩短烧结时间，此方式可以用于烧结细晶钛酸钡陶瓷。
【高压烧结】
高压烧结有两种方式，第一种为高压成型常压烧结，第二种为高压气氛烧结。
高压成型常压烧结中，样品在高压下再次加压后，颗粒之间的接触点增加且气孔减少，
导致烧结前坯体的相对密度显著增加，而陶瓷烧结活性与样品的压坯密度紧密相关，所以烧结温度显著降低。
高压成型常压烧结使烧结温度降低了至少200℃(无压烧结温度一般高于1200℃)。
高压气氛烧结中，高压能够显著增加陶瓷致密的驱动力，并且由于成核势垒的降低使成核速率增加，扩散能力的降低使生长速率减小。
高压气氛烧结被认为是一种比较理想的得到致密细晶陶瓷的方法，而常压烧结无法得到纳米陶瓷。
晶粒尺寸对BaTiO3的晶体结构和铁电性有很大的影响，随着晶粒尺寸的减小，在BaTiO3陶瓷中会出现多相共存和铁电性消失的现象。
近年来，随着微电子和通讯的发展，需要铁电组件的小型化和集成化，很有必要获得细晶陶瓷以便得到最佳的电学性能。
但是此方法的缺点为需要能够耐高压的模具，工艺较复杂，较难操作。
【微波烧结】
微波烧结是利用微波电磁场中材料的介质损耗使材料整体加热至烧结温度而实现烧结和致密化。
微波烧结具有体加热的特性，烧结过程中依靠材料本身吸收微波能，并转化为材料内部分子的动能和势能，降低烧结活化能，提高扩散系数，从而实现低温快速烧结，可获得纳米晶粒的烧结体。
微波烧结的优点为具有较短的烧结时间，使引起低频介质损耗的缺陷浓度减小，从而使得介质损耗降低。
相对于常规无压烧结，微波烧结制备的BaTiO3陶瓷晶粒更小，具有相对多的晶界，晶界的介电常数较低。
典型的烧结方法为：将压制成的样品置于小刚玉坩埚中加盖后放入大刚玉坩埚中，小刚玉坩埚和大刚玉坩埚间填满具有较强吸波能力的材料(如四针状氧化锌)，将大刚玉坩埚放入家用微波炉中烧结成瓷。
【毫米波烧结】
毫米波与微波相比波长更短，电磁波能量在空间分布更均匀，能够使被烧结材料本身温度分布更均匀，毫米波烧结还能够进一步降低材料的烧结温度。
低的烧结温度不仅对制备细晶粒陶瓷材料有利，也能够降低多层陶瓷电容器内电极的使用要求。
毫米波烧结的以上特点可在更低的烧结温度和更短的处理时间内获得相同甚至超过常规烧结材料介电性能的钛酸
钡陶瓷。
钛酸钡陶瓷掺杂工艺
掺杂改性是获得高性能无机功能材料的一条重要途径，掺杂组分的分布不仅影响材料的工艺性能，还对材料的微观结构有重要的影响，进而改变材料功能效应。
ABO3钙钛矿特有的几何松散性能够容纳不同尺寸的掺杂离子，所以不同A位或B位以及A位和B位的复合能够得到许多复合钙钛矿结构固溶体和化合物。
通过不同方式对钛酸钡基陶瓷进行改性，以达到提高材料的介电常数、减小介电常数随温度的变化率、降低介电损耗、改善吸波性能等目的。
钛酸钡掺杂改性主要通过等价掺杂(PbTiO3、SiO2、TiO2等)、不等价掺杂(Al2O3、Bi2O3、Y2O3等)进行。
等价态离子的掺杂大致分为两类：其一是Pb2+、Sr2+等二价离子，能够取代或置换Ba2+位，取代后电价不发生改变，但其离子半径会影响其晶胞参数，有些离子会使钛酸钡陶瓷的距离峰发生弥散，而另一些离子可能影响居里温度向低温方向移动，或如Pb 离子一样，使得居里温度升高。
另一类则是化合价和B位离子(Ti4+)电价相同，像Si4+取代Ti4+可使居里温度移向高温。
不等价掺杂包括：施主掺杂(即掺杂元素的电荷高于被取代元素)，有些离子掺杂量较大时能够有效降低晶粒尺寸，比如Nb5+和Nd3+分别取代B位和A位，受主掺杂(即掺杂元素的电荷低于被取代元素)，像Co2+、Ni2+等可使陶瓷材料的温度稳定性有所提高。
采用过渡金属离子(如Cr、Mn、Co、Nb)来对A位和B位掺杂，也能够显著提高钛酸钡陶瓷的介电性能。
钛酸钡陶瓷掺杂常使用的掺杂材料主要有金属氧化物、稀土元素、玻璃、聚合物等。
钛酸钡的应用
(1)目前钛酸钡在电子陶瓷工业应用最广、最具开发潜力的领域就是陶瓷电容器，钛酸钡陶瓷材料具有高介电常数、压电铁电性以及正温度系数等优异性能，是制备正温度系数(PTC)热敏电阻器、多层陶瓷电容器(MLCC)、动态随机存储器(DRAM)、节点放大器和光电元件的必需原料。
近年来，BaTiO3基介电材料占陶瓷电容器总消耗量的90％以上。
纯钛酸钡陶瓷及其改性化合物具有高的介电常数，已经被广泛用于生产多层陶瓷电容器。
(2)钛酸钡陶瓷可作为高储能密度介质材料，制作成高储能电容器，用于脉冲功率技术之中。
与其它储能装置相比，电容器具有放电功率大、利用效率高、脉冲放电寿命长等优点，正逐渐成为脉冲功率设备中的储能元件而被广泛应用于电磁轨道武器、全电动军舰、战斗用车辆等国防领域。
(3)钛酸钡陶瓷用于制作超级电容器应用于移动通讯、航空航天和国防科技等领域，特别是在电动汽车上，大功率的超级电容器更显示了其前所未有的应用前景，不仅适合于作短时间的功率输出源，还可利用它比功率高、比能量大、一次储能多等优点，在电动车启动、加速和爬坡时有效地改善运动特性。
超级电容还具有内阻小、充放电效率高、循环寿命长、无污染等独特的优点，和其他能量元件(发电机、蓄电池、燃料电池灯)组成联合体共同工作，是实现能量回收利用、降低污染的有效途径，可以大大提高电动车一次充电的续航里程。
钛酸钡的主要工业应用见表１。