铁电材料BaTi2O5的纳米颗粒合成及晶粒取向陶瓷的制备及其表征

摘要

铁电材料BaTi2O5因为其较高的居里温度和其沿着b轴方向的优异的介电性能有望应用到高容量电容器等电子器件当中。但是铁电材料BaTi2O5热力学稳定区间仅为1220-1230℃,合成比较困难并且BaTi2O5材料b轴方向介电常数较大,制备具有有晶粒取向的陶瓷在实际应用中很有意义。本次研究采用软化学方法制备不同形貌的BaTi2O5颗粒并且进一步制备具有各向异性介电性能的陶瓷。
　　采用BaCO3和TiO2为前驱体,利用NaCl-KCl熔盐,球磨混合均匀,在840℃的条件下热处理5h,制得BaTi2O5纳米棒长2.5mm,宽100-250nm。制得的BaTi2O5纳米棒沿着(110)面的法线方向生长,与b轴方向相近,在绿体成型的剪切力的作用下,BaTi2O5纳米棒垂直于压力方向。烧结制备的陶瓷表现出较强的介电各向异性。
　　以具有纤铁矿层状结构的K0.8Ti1.73Li0.27O4为初始模板,通过原位拓扑反应制备出片状锐钛矿TiO2颗粒。以BaCO3和片状TiO2为反应原料,在NaCl-KCl复合熔盐中采用不同的混合方式和时间,840oC热处理5h得到了片状BaTi2O5颗粒。反应机制为溶解-沉积机制,由于TiO2在熔盐中的溶解速率大大低于BaCO3,因而TiO2成为反应模板,反应产物BaTi2O5保留了TiO2的片状形貌,烧结制备的陶瓷表现出较强的介电各异性。
　　研究结果表明,采用软化学方法不仅能成功制备不同形貌的BaTi2O5颗粒而且利用其作为粉料制备的BaTi2O5陶瓷在不同的方向上介电性能差别显著,是晶粒取向性陶瓷。本文为今后的进一步研究打下了较好的基础。

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第一章绪论

1.1引言

1.2压电材料的研究进展

1.3压电材料的分类

1.4无铅铁电材料BaTi2O5

1.5本次论文的研究的思路

第二章实验以及测试技术

2.1实验方法

2.2样品的制备

2.3测试技术

第三章BaTi2O5纳米棒熔盐法的制备及表征

3.1温度对熔盐法制备BaTi2O5粉体的影响

3.2时间对熔盐法制备BaTi2O5粉体的影响

3.3本章小结

第四章制备片状BaTi2O5粉体及表征

4.1片状TiO2颗粒的制备及表征

4.2制备片状BaTi2O5粉体及表征

4.3本章小结

第五章BaTi2O5晶粒取向陶瓷的制备及表征

5.1引言

5.2 BaTi2O5晶粒取向陶瓷的性能研究

5.3本章小结

第六章总结

参考文献

附录：作者攻读硕士学位期间发表的论文

致谢