鐵電、壓電材料納米鈦酸鹽的制備研究.pdf

1、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有優(yōu)異的鐵電、壓電特性，其中鈦酸鋇、鈦酸鉛和鈦酸鍶鋇因?yàn)槠湓诓牧虾痛呋I(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而備受關(guān)注。
　　 納米材料的基本單元具有極大的比表面積和極高的表面活性，具有傳統(tǒng)材料所不具有的物理、化學(xué)特性。一維納米材料因其在一維方向上的各向異性而具有優(yōu)異的物理、化學(xué)性能從而能更好地滿足器件智能化和小型化的需求。液相直接合成法能滿足低能耗要求的實(shí)際生產(chǎn)的需要；利用納米反應(yīng)器(如本文采用的反相微乳液中的水核和多孔陽(yáng)極氧化鋁薄

2、膜的孔洞)的限制生長(zhǎng)能有效地控制產(chǎn)物的形貌和大??；微波法加熱具有加熱速度快、加熱均勻、無(wú)溫度梯度、無(wú)滯后效應(yīng)等特點(diǎn)。本文研究了用這幾種方法制備鈦酸鹽鐵電、壓電材料。
　　 首先，采用液相直接沉淀法獲得了Ba1-xSrxTiO3(0≤x≤1)系列納米晶粉體。通過(guò)混合鈦酸四丁酯的乙醇溶液與Ba(OH)2·8H2O和Sr(OH)2·8H2O以一定摩爾比例混合的水溶液在40～95℃反應(yīng)制得了產(chǎn)物。采用TG來(lái)研究產(chǎn)物的穩(wěn)定性；用FT-IR

3、來(lái)檢驗(yàn)產(chǎn)品純度；用TEM和AFM來(lái)觀察粉體形貌。TEM研究結(jié)果表明：在反應(yīng)物濃度為0.8 mol/L下制得的粉體為球形，顆粒大小為50～65nm。XRD分析證明，在不同溫度下制得的Ba1-xSrxTiO3(0≤x≤1)粉體都為單一立方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。
　　 其次，在水溶液/辛基酚聚氧乙烯(9)醚/正己醇/環(huán)己烷反相微乳液體系制備了BaTiO3納米粒子。研究了不同ω0、煅燒溫度對(duì)反應(yīng)物形貌及組分的影響。用XRD、TEM、ED、FT-

4、IR和TG進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，所得產(chǎn)品的直徑約為40～80 nm的BaTiO3球形納米粒子和長(zhǎng)約180～300 nm、直徑為50～80 nm的BaTiO3納米棒，納米粒子大小均勻，屬立方相，具單晶結(jié)構(gòu)。改變水與表面活性劑的物質(zhì)的量之比(ω0)能控制BaTiO3納米粒子的大小和形貌。
　　 再次，采用二次陽(yáng)極氧化法制備了陽(yáng)極氧化鋁模板(AAO)，再用前驅(qū)體的溶膠-凝膠在AAO模板的納米孔洞里合成出了高序列度排列的PbTiO3納米