電容是一種常見的電子元件，然而，電容會出現老化現象，這一現象值得我們深入探究。
高介電常數型器（標準的主要材料為 BaTiO?，溫度特性為 X5R、X7R、Y5V 等）存在一個特殊現象，即其電容量會隨時間而減小，這一特性被稱為電容老化。電容老化是具有自發性極化現象的鐵電陶瓷獨有的現象。當陶瓷加熱到居里點以上的溫度（大約為 150°C，在該溫度晶體結構發生改變，自發性極化消失），并使之處于無載荷狀態，直到它冷卻到居里點以下，隨著時間的流逝，逆轉自發性極化變得越來越困難，結果所測的電容值會隨著時間而減小。
上述現象在所有高介電常數（BaTiO?）的一般性陶瓷電容器都可以觀察到。當電容值由于老化而不斷減小的電容器重新加熱到居里點以上溫度并讓其冷卻時，電容值會得到恢復，這種現象稱之為去老化現象，發生去老化后正常的老化過程重新開始。
BaTiO?質陶瓷的自發極化與鐵電現象具有獨特的晶體結構基礎。BaTiO?質陶瓷具有鈣鈦礦晶體結構。在居里點（約 130°C）溫度以上，它呈立方體，且鋇（Ba）的位置位于點，氧（O）位于晶面的中心，鈦（Ti）位于晶體的中心。
圖 3 BaTiO?質陶瓷晶體結構
當在居里點以下正常溫度范圍內，一條晶軸（C 軸）伸長約 1%，而其他晶軸縮短，晶體變成四方晶格。在這種情況下，Ti??離子將占據附近 O2?的位置，而后者從晶體中心沿晶軸伸展的方向偏移 0.12?。這種偏移導致正、負電荷的生點發生偏差，造成極化現象。極化現象是由于晶體結構的不對稱造成的，在不施加外電場或壓力的情況下，這種極化現象從一開始就存在，這種類型的極化稱為自發性極化現象。
圖 4 自發性極化現象
BaTiO?質陶瓷自發極化的方向（Ti??離子的位置）在施加外部電場的情況下可以輕易逆轉，這種具有自發極化現象且在外電場作用下逆轉方向的能力專門稱之為鐵電現象。
接下來我們深入了解老化的機理。BaTiO?質陶瓷宏觀晶體的聚合體（復晶型）直徑比 μm 小一個數量級，這些微觀晶體稱為，其晶體結構排列整齊。上述晶粒在溫度低于居里點時可分成很多磁場，在每個磁場內有一個共用方向，因此自發性極化的方向也相同。
圖 5 晶粒結構
當 BaTiO?質陶瓷加熱到居里點以上時，晶體結構經歷了一個從四方晶系向立方晶體相變過程，隨著自發性極化的進行，上述磁場也逐漸消失。當晶體冷卻到居里點以下時，在居里點附近發生從立方晶系向四方晶系的相變過程，C 軸沿軸線方向伸長 1%，其他軸稍微收縮，形成自發性極化和磁場，同時晶粒受到其環境扭曲而產生的應力。在該點，晶粒中產生若干小磁場，利用一個低壓電場可很容易將每個磁場的自發性極化進行逆轉。因為相對介電常數與每單位何種的自發性極化的逆轉是對應的，其測量到的結果即為高電容量。
在電容器在居里點以下溫度不帶任何負載時，在任何隨機方向的磁場隨時間的推移逐漸自我對正成為一個更大、能量更穩定的晶體（圖 3: 90° 磁場），并釋放晶體扭曲產生的應力。另外，邊界層的空間電荷（緩慢運動的離子和晶格空位）向外遷移，導致空間電荷發生極化。空間電荷的極化防止自發性極化發生逆轉。換句話說，自發性極化發生后，隨著時間的推移，晶格重新對排列成一個更穩定的狀態，而空間電荷極化在邊界層防止自發性極化發生逆轉。在這種情況下，我們需要利用高壓電場使磁場的自發性極化發生逆轉，這意味著電場電壓越低，發生逆轉的磁場越少，且電容值越低，這被認為是老化的機理。當加熱到居里點以上溫度時，晶體的微觀結構也回到初始狀態，當晶體冷卻時，老化過程重新開始。
了解電容老化的原理和機制，對于電子設備的設計、維護和可靠性評估都具有重要意義。在實際應用中，我們可以根據電容老化的特點，合理選擇電容的類型和使用條件，以提高電子設備的性能和穩定性。
