钽酸锶铋纳米片的水热合成及其烧结特性

摘要

以SrCl2·6H2O、Bi(NO3)3·5H2O和Ta2O5为原料,NaOH为矿化剂,200℃,反应24小时的反应条件,水热合成了SrBi2Ta2O9(SBT)纳米片。利用XRD和SEM,研究了反应原料、矿化剂浓度、反应温度和反应时间对物相及形貌的影响,并初步探讨了其合成机理。利用红外吸收光谱和拉曼光谱,研究了晶体结构和化学键。红外吸收光谱显示,631 cm-1处的吸收峰为SBT的特征谱带；拉曼光谱显示,与相应的块体SBT材料相比,221.789 cm-1、593.898 cm-1处的拉曼峰红移而其它峰位均出现蓝移现象。利用光致发光光谱,研究了发光性能,发现在469.7nm处有一蓝光发射峰,而在362.4nm处有一紫外发光峰。 采用常规烧结法烧制了SBT陶瓷并研究了其介电性能。水热合成的SBT纳米粉体降低了烧结温度,SBT陶瓷的有效烧结温度在950℃～1100℃之间。XRD分析表明,采用水热法能制备出纯钙钛矿相的SBT陶瓷。SEM分析显示,1000℃保温两小时烧制出比较致密的陶瓷,颗粒呈片状。通过介电温谱分析发现,水热制备的SBT陶瓷居里温度为375℃,室温下其介电常数和介电损耗较固相法都有所降低,但在高于275℃时介电损耗陡然上升。 采用水热法合成了Pr:SBT纳米粉体。XRD和XRF分析表明,Pr进入了SBT晶格,与之形成固溶体。光致发光光谱显示,Pr掺杂后469.7nm处的发射峰发生蓝移,而362.4nm处的发射峰发生红移。烧制的Pr:SBT陶瓷呈(006)择优取向。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2SrBi2Ta2O9材料的研究进展

1.2.1晶体结构

1.2.2性能

1.2.3研究现状

1.3陶瓷粉体制备方法

1.4水热法简介

1.4.1水热制备粉体的机理

1.4.2水热制备粉体的特点

1.4.3水热制备粉体的工艺

1.4.4水热影响因素

1.5本文的主要研究内容

2样品制备与表征

2.1引言

2.2 SrBi2Ta2O9纳米片的合成

2.2.1实验仪器

2.2.2实验试剂

2.2.3实验过程

2.3 SrBi2Ta2O9陶瓷的制备

2.4样品测试与表征

2.4.1X射线衍射分析(XRD)

2.4.2X射线荧光光谱分析(XRF)

2.4.3扫描电镜分析(SEM)

2.4.4红外吸收光谱分析(FTIR)

2.4.5拉曼光谱分析(Raman)

2.4.6介电性能测试

2.4.7光致发光性能测试

3水热合成SrBi2Ta2O9纳米片的研究

3.1引言

3.2原料的选择

3.3不同因素对水热合成SrBi2Ta2O9纳米片的影响

3.3.1矿化剂浓度对产物的影响

3.3.2反应温度对产物的影响

3.3.3反应时间对产物的影响

3.4SrBi2Ta2O9纳米片的形成机理

3.5SrBi2Ta2O9纳米片的红外及拉曼光谱分析

3.6本章小结

4 SrBi2Ta2O9粉体的烧结特性及介电性能

4.1引言

4.2水热法制备的SrBi2Ta2O9粉体的烧结特性

4.2.1烧结过程中相组成变化的分析

4.2.2SrBi2Ta2O9陶瓷的物相分析

4.2.3SrBi2Ta2O9陶瓷的微观结构分析

4.2.4SrBi2Ta2O9陶瓷的成分分析

4.2.5SrBi2Ta2O9陶瓷的介电性能分析

4.3不同方法制备SrBi2Ta2O9粉体的烧结体比较

4.3.1微观形貌的比较

4.3.2介电性能的比较

4.4本章小结

5 Pr：SrBi2Ta2O9粉体的发光性能及烧结特性

5.1引言

5.2水热制备Pr：SrBi2Ta2O9粉体

5.2.1pr：SrBi2Ta2O9粉体的物相、成分分析

5.2.2Pr：SrBi2Ta2O9粉体的光致发光研究

5.3Pr：SrBi2Ta2O9粉体的烧结特性

5.3.1Pr：SrBi2Ta2O9陶瓷的物相分析

5.3.2Pr：SrBi2Ta2O9陶瓷的微观结构分析

5.4本章小结

结论

参考文献

附录1研究生期间发表的论文

致谢