鈦酸鋇陶瓷材料的光譜研究.pdf

1、鈦酸鋇陶瓷材料是具有氧八面體結(jié)構(gòu)的有代表性的鐵電晶體，它具有優(yōu)異的壓電和介電性能，在信息的檢測、轉(zhuǎn)換、處理和儲(chǔ)存等技術(shù)領(lǐng)域占有極其重要的地位。特別是摻雜鈦酸鋇半導(dǎo)體陶瓷的PTCR特性在熱敏電阻以及基礎(chǔ)控制元件等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文旨在通過對鈦酸鋇材料進(jìn)行摻雜研究，探求其微觀結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律以及對鐵電性能的影響，以便建立離子摻雜和鈦酸鋇四方相結(jié)構(gòu)變化及其對性能影響的關(guān)系。 本文以具有典型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈦酸鋇為研究對象，采用溶

2、膠凝膠法主要制備了摻雜堿金屬離子及堿土金屬離子的鈦酸鋇陶瓷材料。利用摻雜產(chǎn)生不同種類的缺陷，改變原子在平衡位置分布的有序化程度。借助X射線衍射、紅外光譜以及紫外-可見光譜等測試技術(shù)，研究了A、B位摻雜取代對其結(jié)構(gòu)和性能的影響，并對其機(jī)理進(jìn)行了初步探討。 通過各種光譜測試以及材料的鐵電性能和經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性的測量，探討了摻雜對鈦氧八面體畸變以及居里溫度、老化效應(yīng)等鐵電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)隨著元素?fù)诫s量的變化以及離子半徑的變化，紅外光譜及

3、紫外-可見光譜均有相應(yīng)的有規(guī)律的改變；摻雜離子的極化作用以及氧化能力均影響到紫外-可見光譜的吸收邊的位置。 文中還研究了摻雜取代對鈦酸鋇陶瓷材料老化效應(yīng)的影響。得出點(diǎn)缺陷的多少是影響材料穩(wěn)定性能的一個(gè)重要因素的結(jié)論，并可以通過紅外光譜來表征材料的穩(wěn)定性能。其穩(wěn)定性與氧離子空位在其晶體結(jié)構(gòu)中所處的位置可能還存在密切關(guān)系。研究還表明紅外光譜中Ti-O鍵吸收峰波數(shù)的變化是由于氧八面體畸變導(dǎo)致的，它可能是居里溫度、剩余極化、矯頑場變化的