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溶胶—凝胶法制备纳米钛酸锶材料及双功能器件

王晋  
【摘要】: 本论文的研究主要包括两部分,一部分是用溶胶-凝胶法制备纳米钛酸锶粉体材料;另一部分是用合成的纳米钛酸锶粉体材料制备电容-压敏双功能陶瓷器件。 首先,本论文采用溶胶-凝胶法,从Sr(NO_3)_2-Ti(OC_4H_9)_4-H_2O-CH_3COOH体系中合成纳米钛酸锶粉体材料。为了制备出晶粒小、材料纯度高以及粒径分布均匀的纳米钛酸锶粉体材料,研究了用水量、冰醋酸加入量、凝胶温度和煅烧温度等工艺参数对制备纳米钛酸锶粉体材料的影响。DSC-TG和X射线衍射分析的结果表明,在600℃左右时,开始有立方钙钛矿型SrTiO_3生成;反应在800℃左右基本完成,由Scherrer公式计算,粉体的粒径小于51.78nm。通过TEM分析可以看出,制备的钛酸锶粉体材料的颗粒为球形,并且颗粒大小均匀。 然后,在制备的纳米钛酸锶粉体材料的基础上,采用一次烧成工艺制备SrTiO_3基电容-压敏双功能陶瓷器件。在SrTiO_3基双功能陶瓷的一次烧成制备过程中,最关键的是晶粒生长、晶粒半导化和晶界绝缘化,它们直接影响陶瓷的压敏和介电性能。而晶粒生长、晶粒半导化和晶界绝缘化受到多种因素的影响,诸如杂质的种类和含量、烧成温度等,因此本论文研究了还原烧成温度、中温氧化温度、施主和受主掺杂等对SrTiO_3基陶瓷的压敏和介电性能的影响,并借助于SEM分析对SrTiO_3基双功能陶瓷的微观结构进行了分析。


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