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《海南大学》 2012年
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钛酸钡基纳米管阵列的制备、微结构及介电性能研究

陈日科  
【摘要】:本课题首先通过阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列,并以此为模板,用水热法制备钛酸钡基纳米管阵列,用宽频介电谱仪研究钛酸钡基纳米管阵列的介电性能 阳极氧化中,先通过优化反应参数在NaF/乙二醇溶液中制备了一系列二氧化钛纳米管阵列。在NaF/乙二醉溶液中,随着氧化时间的延长,纳米管的表面形貌规则,纳米管的管长可增至几个微米,内径分布在50~100nm之间。 水热法的模板采用NaF/乙二醇溶液制备的二氧化钛纳米管阵列,综合考虑水热温度、水热溶液的浓度、水热时间对钛酸钡纳米管形貌的影响。研究发现,在水热温度低至100℃时,即可得到钙钛矿型钛酸钡纳米管,且结品性良好,温度越高,TiO2向钛酸钡转变越完全;随着水热溶液浓度的提高,TiO2向钛酸钡转变也越完全:随着反应时间的延长,反应越完全,且钛酸钡晶粒长大,纳米管管壁变厚。 利用XRD、SEM表征了钛酸钡基纳米管的结构及成分。XRD表征结果为预合成的钛酸钡纳米管为立方相结构,其衍射强度随着水热温度升高而增强:SEM测试结果为纳米管的外径在80-150nm,管长在500nm~12μm可调。通过500℃退火处理后,可以得到四方相和立方相共存的结构,700℃退火,钛酸钞晶粒变大,纳米管结构消失利用水热法在200℃成功制备出钛酸锶钡纳米管,且随着锶含量的增加.钛酸锶钡纳米管(110)晶面向高角度方向移动。 最后,对制备得到的钛酸钡纳米管、钛酸锶钡纳米管和Mg掺杂钛酸钡微晶陶瓷进行了介电性能分析。结果表明,镁掺杂后使钛酸钡陶瓷的介电常数在低频至声频段大幅上升,但是由于镁掺杂后出现了氧空位,从而提高了钛酸钡陶瓷的介电损耗:镁掺杂使得钛酸钡陶瓷的铁电相转变发生了改变,立方相到四方相的转变温度降低至350K左右水热反应时间的延长及水热反应温度的提高都有利于提高BaTiO3的介电性能;在铁电钛酸钡纳米管的制备中,提高热处理温度有助于提高样品的介电常数;Sr掺杂提高了钛酸钡纳米管的介电性能。
【学位授予单位】:海南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TB383.1

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