鐵酸鋇模型

鈦酸鋇立方相是非極性晶體,稱之為順電相。在電場下，順電相晶體具有介電性，可以極化;它還具有電致伸縮性，可以變形。在同樣大的電場下，鈦酸鋇的中心離子移位比常規介電體(如二氧化矽)的中心離子移位大數個量級，因此具有很大的介電常數和電致伸縮應變。在應力場下,該晶體可以彈性變形但不能極化。

鈦酸鋇四方相是極性晶體，稱之為鐵電相。但它與諸如水和砷化鎵這類常見的極性分子和極性晶體頗為不同。當將鈦酸鋇冷卻通過居里點溫度時，四方晶胞可取極化向量指向前後左右上下共6種變體(variant)。電場或應力場可使晶體從一種變體轉成另一種變體，其過程類似於機械孿晶(Zhang 與Jiang,1995)。鐵電晶胞的極化結構導致了應變場與電場的耦合。

許多鈣鈦礦類氧化物和它們的固溶體都具有類似的性能。這些材料常為多晶體，即以鐵電陶瓷的形式出現。在室溫時，,它們可能呈順電相、鐵電相或其他相( Pan 等，1989)。最廣泛使用的鐵電體是PbZr1-xTixO3 固溶體，通常稱為PZT(Jaffe 等,1971)。在這一基本成分中加人少量的其他元素可改進材料的可製備性，並調製材料的性能。例如，摻鑭的PZT稱為PLZT。其獨特的性能在於：它在陶瓷形態下仍具有光透明性，因此可以用做光學感測器(Haertling,1987 )。單晶體鐵電材料可以產生很高的致動應變(actuatingstrain)和相對窄的遲滯回線，因此可作為超聲振子的材料(Park 與Shrout,1997)。