納米鐵電材料機(jī)械化學(xué)法低溫快速合成.pdf

1、自從鐵電材料發(fā)現(xiàn)以來,含鉛的化合物,如PZT、PMN、PLZT、PZN等,由于具有優(yōu)異的介電和電致伸縮性,在高技術(shù)的應(yīng)用中扮演了極為重要的角色。對于鉛系鐵電材料的制備,傳統(tǒng)的高溫固相法的合成溫度高達(dá)1200℃以上,而一些濕化學(xué)合成制備工藝中也存在著一些不足的地方。機(jī)械化學(xué)法是采用機(jī)械能來活化原料,從而導(dǎo)致原材料結(jié)構(gòu)的改變和新物相的形成。機(jī)械化學(xué)法不僅具有工藝簡單、成本低、制備過程溫度低等特點(diǎn),而且有別于共沉淀、溶膠-凝膠法等濕化學(xué)工藝,

2、完全是一個(gè)干法工藝過程,所以對環(huán)境的污染小,屬于綠色環(huán)保合成工藝。然而傳統(tǒng)的高能球磨法基于粉碎理論設(shè)計(jì),在合成新型的無機(jī)非金屬材料上顯得力不從心,往往需要球磨幾十個(gè)小時(shí),得到的還是無定形相,需要附加退火工藝,來最終獲得所需要的物相。基于我們對于機(jī)械化學(xué)法的理解,李強(qiáng)教授發(fā)明了一種新型的剪切力機(jī)械化學(xué)設(shè)備,利用此設(shè)備我們成功合成出一系列的物質(zhì)。作為對比,我們首先采用傳統(tǒng)的機(jī)械合成手段-高能球磨合成了鈮鎂酸鉛鐵電材料。以高純的氧化物為原料,

3、利用高能球磨法經(jīng)過幾十個(gè)小時(shí)的球磨以后,得到無定形的粉末,再經(jīng)過900℃煅燒4小時(shí),得到黃色鈣鈦礦相結(jié)構(gòu)的PMN粉末,研究了球磨時(shí)間、煅燒溫度等對合成的影響。研究結(jié)果表明,該法必須經(jīng)過煅燒才能合成出目標(biāo)產(chǎn)物。然后用新型剪切力機(jī)械化學(xué)法,仍以相同氧化物為原料,僅需幾個(gè)小時(shí)的研磨,即可得到鈣鈦礦相結(jié)構(gòu)的納米PMN粉。本實(shí)驗(yàn)研究了原料粉體質(zhì)量,研磨功率,研磨時(shí)間,原料的物料比例等不同因素對于合成的影響,并成功得出一系列的工藝參數(shù)。通過對比分析