TiO2和BaTi4O9晶須的制備及其對(duì)硅橡膠微波介電性能的影響.pdf

1、陶瓷/彈性體復(fù)合材料能夠?qū)椥泽w的高彈性和優(yōu)異的加工性能與陶瓷優(yōu)異的微波介電性能及熱性能有機(jī)結(jié)合起來，是制備微波柔性基板的重要材料。
　　硅橡膠不但具有優(yōu)異的介電性能，同時(shí)硅氧鏈極為柔順、鍵能較高，具有良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性，適合作為柔性復(fù)合材料的基體。K2Ti4O9晶須具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)，能作為前軀體制備其它晶須材料；TiO2晶須具有良好的物理、化學(xué)和介電性能；BaTi4O9晶須具有優(yōu)異的微波介電性能，在整個(gè) BaO-TiO2系

2、中具有最低的介電損耗。已證實(shí)晶須對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱性能具有明顯的提高，但對(duì)材料微波介電性的影響還鮮有報(bào)道。因此，本文先制備了這三種晶須材料，探究晶須制備的最佳工藝條件；而后將形貌優(yōu)異的 TiO2晶須及顆粒和BaTi4O9晶須分別加入硅橡膠中，研究不同形態(tài)、不同種類陶瓷材料對(duì)硅橡膠微波介電性能的影響。所得主要研究結(jié)果如下：
　　1． n(K2O)∶n(TiO2)為1∶3.0、850℃微波加熱15 min合成了高質(zhì)量的K2Ti4

3、O9晶須，晶須大小均勻、表面光滑，直徑0.5~1μm，長(zhǎng)25~40μm，長(zhǎng)徑比30以上；與常規(guī)加熱相比，合成溫度降低了150℃，且大大縮短了保溫時(shí)間。
　　2．K2Ti4O9晶須前軀體與0.1 mol/L的鹽酸經(jīng)過三次離子交換反應(yīng)后，K+已基本去除，得到水合二氧化鈦的晶須，該晶須形貌保持完好，700℃微波加熱15 min后轉(zhuǎn)化為銳鈦礦型 TiO2晶須，晶須直徑0.3~1μm，長(zhǎng)5~25μm，長(zhǎng)徑比大于20。
　　3．水熱條件

4、下，水合二氧化鈦晶須可與 Ba2+發(fā)生離子交換反應(yīng)，只能得到BaTiO3晶須；通過控制反應(yīng)過程中的原料比 Ba∶Ti=1∶4，水熱反應(yīng)24 h，產(chǎn)物經(jīng)1000℃煅燒2 h，可得到 BaTi4O9晶須，晶須大小均勻，晶須的長(zhǎng)度為5~20μm，直徑為0.5~3μm，長(zhǎng)徑比為15~20。
　　4．經(jīng)二次研磨、室溫固化制備了陶瓷/硅橡膠柔性復(fù)合材料。隨著銳鈦礦型TiO2晶須的加入，復(fù)合材料的εr和τf逐漸增大、Q×f值逐漸降低；當(dāng)填料含量