Ni掺杂对Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3热演变及相组成的影响

摘要

掺杂是改善Ba0.7Sr0.3TiO3(BST)性能的重要方法之一,而认识其热演变过程和相组成有助于制备性能优异的BST.本文选取分析纯醋酸镍Ni(Ac)2、醋酸钡Ba(Ac)2、醋酸锶Sr(Ac)2、和化学纯钛酸丁酯Ti(OC4H9)4为主要原料,冰醋酸HAc为溶剂和酸度调节剂、乙二醇-甲醚C3H8O2为摩尔浓度调节剂,采用溶胶-凝胶法按组分为Ba0.7Sr0.3(Ti1-xNix)O3(x=0,0.05,0.10,0.20和0.30)的化学计量比在醋酸溶液体系中制备了未掺杂和掺Ni的钛酸锶钡的凝胶和粉末.运用DSC研究了Ni的掺入对BST热演变过程影响.采用慢扫描和快扫描XRD技术分析了Ni掺杂对相组成、晶面间距和晶粒尺寸的影响.Ni掺杂强烈影响BST体系的热演变过程特别是晶化过程,由未掺杂BST体系的双相变过程逐渐变成单相变过程,加快了反应速率.经750℃晶化退火0.5h的Ni掺杂BST体系,得到单一的纯BST相不是单相变过程而是双相变过程.XRD分析结果表明,在相同热经历状况下,Ni掺杂BST体系晶化反应充分完全,BST相结晶性良好,当Ni掺入量到0.05时得单一的BST相;随Ni掺入量进一步增多,BST体系中(Ba,Sr)CO3相的含量增多.BST晶体(110)晶面间距d随Ni的掺入增大而增大,且晶粒尺寸逐渐减小.