学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

熔盐法合成BaTiO_3以及片状SrTiO_3的研究与机制

作　者: 孙晓琴
导　师: 刘韩星
学　校: 武汉理工大学
专　业: 材料学
关键词: 织构模板晶粒生长过程熔盐法片状srTiO3 BaTiO3
分类号: TB39
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 263次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

和常用的压电材料PZT陶瓷相比较，弛豫型铁电单晶xPb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-（1-x）PbTiO₃（PMN-PT）的压电常量d₃₃、机电耦合系数k₃₃从700pC／N和70％左右分别提高到了2000pC／N和92％以上，因此在医用超声成像、声纳等电声转换等高技术方面有非常诱人的前景。织构多晶陶瓷具有可与单晶媲美的性能，而且解决了单晶生长技术困难、成本高的问题。模板晶粒生长过程（Templated Grain Growth）可以使多晶材料形成择优取向的排列（即织构化）。模板晶粒生长过程的一个重要的物理成分就是模板粒子。模板颗粒必须具有和PMN-PT类似的晶体结构和晶胞参数；模板颗粒必须具备足够大的径高比。本论文用熔盐法合成BaTiO₃，通过XRD物相分析和SEM形貌分析，可以得到如下结论：用熔盐法合成的BaTiO₃粉体基本无团聚，显微结构为球形颗粒。合成温度对产物纯度有很大影响；在一定温度下保温时间对产物纯度影响不大；随着反应温度的升高和反应时间的延长，粉体颗粒的尺寸有所增大，但增加不大；盐的含量对粉体形态有一定影响，在盐与反应物的质量比为1左右比较合适。熔盐法合成BaTiO₃粉体的生长过程是由扩散机制控制的。本文重点研究片状的BaTiO₃的制备方法。BaTiO₃的制备分为两步：首先在助熔剂KCl中通过熔盐法合成Sr₃Ti₂O₇粉体，在1300℃温度下得到长宽大约为10～30μm片状颗粒。第二步以前驱体Sr₃Ti₂O₇和TiO₂为起始反应物，在800～1200℃可以合成出很纯的SrTiO₃粉体，在1200℃下保温4小时可得到10～30μm的片状粒子，基本能符合织构PMN-PT多晶陶瓷的模板颗粒的条件。测得1200℃下保温4小时后得到的SrTiO₃片状晶粒的晶胞参数为3.90（?），和文献报道值一致。SrTiO₃片状晶粒的生长机制可以认为是SrTiO₃晶粒的生长基元——Ti-O₆八面体在Sr₃TiO₂O₇晶粒界面上的叠合。

全文目录

第一章绪论  6-17
  1.1 研究背景  6-7
  1.2 铅基弛豫铁电材料的研究现状  7-16
    1.2.1 弛豫铁电PMN-PT单晶  8-9
    1.2.2 弛豫铁电PMN-PT多晶陶瓷  9-11
    1.2.3 弛豫铁电PMN-PT织构多晶陶瓷  11-16
      1.2.3.1 织构方法  12-13
      1.2.3.2 织构PMN-PT所需模板的选择以及研究现状  13-16
  1.3 本论文的研究目的及实验方案  16-17
第二章熔盐法制备BaTiO_3的研究  17-31
  2.1 BaTiO_3粉体的合成方法  17-19
  2.2 熔盐法简介  19-22
    2.2.1 熔盐法的特征  19-20
    2.2.2 熔盐法的基本原理  20-22
  2.3 粉体的制备  22-23
  2.4 粉体的表征  23-24
  2.5 结果与讨论  24-31
    2.5.1 合成温度对产物纯度的影响  24-25
    2.5.2 反应时间对产物纯度的影响  25
    2.5.3 合成温度对显微结构的影响  25-28
    2.5.4 盐的含量对显微结构的影响  28-29
    2.5.5 冷却速度对显微结构的影响  29-31
第三章片状SrTiO_3晶粒的合成研究  31-47
  3.1 SrTiO_3的合成方法  31-34
  3.2 片状SrTiO_3的合成理论基础  34-35
  3.3 Sr3Ti_2O_7粉体的制备  35-36
  3.4 Sr_3Ti_2O_7粉末的表征  36-38
  3.5 SrTiO_3的合成  38-45
    3.5.1 X射线物相分析  39-40
    3.5.2 扫描电镜(SEM)显微结构分析  40
    3.5.3 片状结构的表征  40-41
    3.5.4 晶胞参数的测定  41-45
  3.6 SrTiO_3的合成机理探讨  45-47
第四章结论  47-48
参考文献  48-53
致谢  53-54

熔盐法合成BaTiO_3以及片状SrTiO_3的研究与机制

内容摘要

全文目录

相似论文