掺杂改性是获取高性能无机功能材料的关键途径之一。掺杂组分的分布不仅对材料的工艺性能产生影响，而且对材料的微观结构具有显著作用，进而影响材料的功能特性。钛酸钡陶瓷掺杂通常采用的掺杂材料包括金属氧化物、稀土元素、玻璃和聚合物等。钛酸钡的掺杂改性主要通过等价掺杂（如PbTiO3、SiO2、TiO2等）和不等价掺杂（如Al2O3、Bi2O3、Y2O3等）来实现。

等价掺杂主要分为两大类：一类是Pb2+、Sr2+等二价离子，它们能够取代Ba2+的位置，取代后电价保持不变，但离子半径的变化会影响晶胞参数，某些离子会导致钛酸钡陶瓷的衍射峰发生弥散，而其他离子可能使居里温度向低温方向偏移，或者如Pb离子一般，导致居里温度升高。另一类则是化合价与B位离子（Ti4+）电价相同的离子，例如Si4+取代Ti4+会使居里温度向高温方向移动。

钛酸钡陶瓷的应用

钛酸钡在电子陶瓷工业中应用最为广泛，且最具开发潜力的领域是陶瓷电容器。钛酸钡陶瓷材料因其高介电常数、压电铁电性以及正温度系数等卓越性能，成为制备正温度系数（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关键原料。近年来，基于BaTiO3的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因其高介电常数，已被广泛应用于生产多层陶瓷电容器。

钛酸钡陶瓷可作为高储能密度介质材料，用于制造高储能电容器，适用于脉冲功率技术。与其他储能装置相比，电容器具有放电功率大、效率高、脉冲放电寿命长等优势，正逐渐成为脉冲功率设备中的储能元件，并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。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。特别是在电动汽车领域，大功率超级电容器展现了其前所未有的应用前景，不仅适用于短时间的功率输出，还可利用其高比功率、高比能量、一次储能多等优点，在电动车启动、加速和爬坡时有效改善运动特性。超级电容器还具有内阻小、充放电效率高、循环寿命长、无污染等独特优势，与其他能量元件（如发电机、蓄电池、燃料电池等）联合工作，是实现能量回收利用、降低污染的有效途径，能显著提高电动车一次充电的续航里程。