微波水热法制备钛酸钡纳米粉体及其性能研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:dvvicky
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钛酸钡作为一种重要的电子陶瓷材料被广泛应用于制备陶瓷电容器、热敏元件、铁电压电器件等,它具有高介电常数以及优良的铁电、压电和绝缘性能。电子器件的集成微小化对于粉体的尺寸要求也越来越高,粉体纳米化已成趋势。本文主要利用微波水热法来制备钛酸钡粉体并研究其性能。利用溶胶法和微波水热法结合,以TiO2溶胶为前驱体,KOH为矿化剂,探讨了不同反应条件下,温度、碱度和时间对反应的影响。在碱度为1M、Ba/Ti比为1、180℃、微波水热20min可以成功制备尺寸大小约为50nm的钛酸钡纳米粉体。碱度对于粉体的尺寸、结晶性、形貌有很大的影响。碱度为1M时粉体为尺寸大小约50nm的球形纳米颗粒;碱度为5M时,生成了空心结构的环状纳米颗粒。采用TiO2粉体前驱体微波水热法制备钛酸钡粉体,研究不同温度、碱度和Ba/Ti比对于所得钛酸钡粉体的影响。温度的升高对于TiO2和Ba(OH)2?8H2O的反应发生起促进作用,在较低温度范围内,反应无法发生,必须提高温度才能提高钛酸钡的生成含量;KOH作为矿化剂,相当于催化剂的作用,在较高的碱度环境中TiO2和Ba(OH)2?8H2O才能发生反应,生成钛酸钡;Ba/Ti比的增加对于钛酸钡的生成没有促进作用,在Ba/Ti比为1时钛酸钡的衍射峰最强。利用两种不同条件下制得的钛酸钡粉体烧结了陶瓷,并研究了陶瓷的性能,包括相结构和表面形貌,密度、介电性能和铁电性能。经对比发现,前驱体为TiO2溶胶制备的纳米粉体烧结的陶瓷,烧结性能较好,在烧结温度为1325℃时有较好的致密性和结晶性,同时具有较低的介电损耗和较高的介电常数。此外,铁电性能随着烧结温度的升高呈降低趋势。
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