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混合碱合成BaTiO_3及掺杂纳米粉体与BaTiO_3陶瓷性能研究

范战彪  
【摘要】: 钛酸钡陶瓷因为其优异的性能应用广泛,被国内外广泛关注。钛酸钡粉体和陶瓷的制备,及其性能优化的研究成为当下的热点。 本文采用混合碱法合成钛酸钡及其掺杂纳米粉体。该方法具有以熔融的无水混合碱作为溶剂,以成本低廉的金属无机盐和氧化物作为反应物,在常压、200°C温度下合成纳米粉体材料的优势。实验分析了合成纳米钛酸钡粉体材料,钛酸钡掺杂粉体材料和混合碱法合成的钛酸钡粉体烧成的陶瓷的影响因素。 第一,用混合碱法合成了纳米钛酸钡粉体,用X射线衍射仪对产物进行了物相分析,表明产物是立方相钛酸钡纳米粉体,通过对钛酸钡粉体的XRD衍射线分析和扫描电镜分析,钛酸钡粉体的粒径为60-100 nm,在不同的反应条件下,所合成的钛酸钡粉体的纯度不一样。通过实验对比,在实验温度230°C,加热24h制得的钛酸钡粉体纯度最高。 第二,用混合碱法合成了纳米钛酸锶钡粉体,它的合成温度区间为80°C-245°C。 第三,用混合碱法对钛酸钡粉体进行了掺杂改性研究,研究了掺杂对钛酸钡粉体形貌和结构的影响。铌离子和铈离子掺杂的钛酸钡粉体形貌为圆形;镍离子、锶离子、钴离子和镁离子掺杂的钛酸钡粉体为四方形;锰离子掺杂的钛酸钡粉体为片状形,部分为棒状形。 第四,将混合碱法合成的纳米粉体进行压块并烧结,寻找最佳烧结温度。通过对烧成陶瓷的相关性能的表征与分析得知,在1100°C烧成的陶瓷密度最大,电性能最好,因此1100°C是最佳烧结温度。


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