微波水热法制备钛酸钡纳米粉体及其性能研究

摘要

钛酸钡作为一种重要的电子陶瓷材料被广泛应用于制备陶瓷电容器、热敏元件、铁电压电器件等，它具有高介电常数以及优良的铁电、压电和绝缘性能。电子器件的集成微小化对于粉体的尺寸要求也越来越高，粉体纳米化已成趋势。本文主要利用微波水热法来制备钛酸钡粉体并研究其性能。
　　利用溶胶法和微波水热法结合，以TiO2溶胶为前驱体，KOH为矿化剂，探讨了不同反应条件下，温度、碱度和时间对反应的影响。在碱度为1M、Ba/Ti比为1、180℃、微波水热20min可以成功制备尺寸大小约为50nm的钛酸钡纳米粉体。碱度对于粉体的尺寸、结晶性、形貌有很大的影响。碱度为1M时粉体为尺寸大小约50nm的球形纳米颗粒；碱度为5M时，生成了空心结构的环状纳米颗粒。
　　采用TiO2粉体前驱体微波水热法制备钛酸钡粉体，研究不同温度、碱度和Ba/Ti比对于所得钛酸钡粉体的影响。温度的升高对于TiO2和Ba(OH)2·8H2O的反应发生起促进作用，在较低温度范围内，反应无法发生，必须提高温度才能提高钛酸钡的生成含量；KOH作为矿化剂，相当于催化剂的作用，在较高的碱度环境中TiO2和Ba(OH)2·8H2O才能发生反应，生成钛酸钡；Ba/Ti比的增加对于钛酸钡的生成没有促进作用，在Ba/Ti比为1时钛酸钡的衍射峰最强。
　　利用两种不同条件下制得的钛酸钡粉体烧结了陶瓷，并研究了陶瓷的性能，包括相结构和表面形貌，密度、介电性能和铁电性能。经对比发现，前驱体为TiO2溶胶制备的纳米粉体烧结的陶瓷，烧结性能较好，在烧结温度为1325℃时有较好的致密性和结晶性，同时具有较低的介电损耗和较高的介电常数。此外，铁电性能随着烧结温度的升高呈降低趋势。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2 研究背景

1.3 钛酸钡粉体的制备技术研究进展

1.4 课题研究内容及意义

第二章TiO2溶胶前驱体微波水热法制备纳米钛酸钡的实验研究

2.1引言

2.2实验

2.3 结构性能的测试与表征手段

2.4 结果与讨论

2.5本章小结

第三章 TiO2粉体前驱体微波水热法制备钛酸钡粉体的实验研究

3.1 引言

3.2 实验

3.3 结果与讨论

3.4本章小结

第四章 钛酸钡陶瓷的性能研究

4.1 引言

4.2 实验

4.3 陶瓷性能测试与表征手段

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

在学期间研究成果及发表的论文