一元、二元離子摻雜鈦酸鋇的水熱（溶劑熱）法制備及其性能研究.pdf

1、鈦酸鋇(BaTiO3)電子材料是目前最具研究活力和應(yīng)用最為廣泛的先進(jìn)材料之一。自從BaTiO3被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，其已在現(xiàn)代電子材料工業(yè)發(fā)揮重要作用。隨著近年電子器件的高性能化和微型化方向的發(fā)展，高介電常數(shù)、低損耗，具有介溫穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、納米級(jí)晶粒的介電材料愈加受到關(guān)注，偏重此方向的研究也越來(lái)越多。在此背景下，本文從一元、二元元素?fù)诫s改善BaTiO3粉末及陶瓷材料的性能入手，以提高介頻和介溫的穩(wěn)定性、提高介電常數(shù)、降低介電損耗為目標(biāo)，對(duì)B

2、aTiO3材料的制備及其性能進(jìn)行了研究。
　　一、獲得高活性高純度粉體是進(jìn)一步研究對(duì)BaTiO3摻雜的基礎(chǔ)。BaTiO3摻雜的方法雖然種類較多，采用價(jià)格低廉的Ba、Ti化合物作為反應(yīng)前軀體，仍然是經(jīng)濟(jì)有效的合成途徑。本文采用水熱法(溶劑熱)研究了不同Ti化合物為鈦源對(duì)BaTiO3合成的影響，進(jìn)一步篩選合理的合成條件。實(shí)驗(yàn)證明：以BaCl2、鈦酸四丁酯、NaOH作為合成原料在較低溫度條件下即可獲得純度高、單分散性好、粒徑范圍窄、粒徑

3、在納米級(jí)并且粒徑可調(diào)的的粉體。
　　二、采用水熱法制備了Nd3+摻雜的BaTiO3，研究了不同摻雜量的Nd3+對(duì)BaTiO3粉末和陶瓷介電性能的影響。發(fā)現(xiàn)在室溫下Nd3+含量較低時(shí)，BaTiO3具有較高的介電常數(shù)和較低的介電損耗，其介頻和介溫穩(wěn)定性有很大提高。隨著Nd3+濃度的提高，介電常數(shù)和介電損耗迅速降低。同時(shí)隨著Nd3+濃度的進(jìn)一步升高，在高溫?zé)Y(jié)階段伴隨雜相BaTi2O5的出現(xiàn)。通過對(duì)不同Ba/Ti比條件下制備的Nd3+摻

4、雜的鈦酸鋇的晶格參數(shù)進(jìn)行分析，認(rèn)為Nd3+在BaTiO3中是一種A位摻雜劑。
　　三、考慮鈦酸鍶鋇(BST)具有較高的介電常數(shù)和較低的相變溫度，鈦酸鋯鋇(BZT)則能有效降低居里溫度。為有效降低BST陶瓷的相變溫度同時(shí)改善BZT的介電性能，采用水熱(溶劑熱法法)制備了Sr2+、Zr4+共摻雜的納米級(jí)BaTiO3顆粒，探討了不同摻雜量對(duì)BaTiO3結(jié)構(gòu)與性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Zr4+摻雜的BST(BSZT)，能有效地抑制BaTiO3晶