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宽带CO_2激光制备BaTiO_3陶瓷的研究

作　者: 曲微
导　师: 刘其斌
学　校: 贵州大学
专　业: 材料学
关键词: 钛酸钡 宽带激光烧结 掺杂 组织 性能
分类号: TQ174.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着电子产品的不断发展,钛酸钡系电子功能陶瓷的制备方法与功能应用引起了国内外大量学者的关注。我国对钛酸钡陶瓷的研究起步较晚,还有大量的工作有待开展。本论文针对钛酸钡功能陶瓷在制备工艺以及组织和性能关系的研究方面存在的问题,以固相烧结作为制备钛酸钡电子功能陶瓷的基础,以宽带CO2激光烧结作为制备钛酸钡电子功能陶瓷的最终手段。利用激光粒度仪、XRD、OM、SEM、TG-DSC及振簧式静电计对样品进行组织性能表征。首先,利用球磨机对原始混合粉末（BaCO3+TiO2）进行不同时间的球磨。并通过激光粒度仪和扫描电镜,分析了球磨时间对粉体性能的影响,通过比较不同球磨时间的粉体性能确定最佳球磨时间为16h。其次,在确定了最佳球磨时间的基础上采用不同激光烧结工艺参数对粉末进行烧结。分析了不同工艺参数对钛酸钡功能陶瓷组织结构及性能的影响,确定了宽带CO2激光烧结BaTiO3陶瓷的最佳工艺参数为P=600W、V=60 mm/s、f=315mm。激光烧结得到的钛酸钡陶瓷其四方相含量最高可达88.9wt.%、居里温度提高至125.9℃、陶瓷致密度为ρ=5.5g/cm3。最后,在最佳工艺参数的条件下,本论文选择了两种元素用激光烧结法对钛酸钡陶瓷进行掺杂。研究了不同含量的掺杂对钛酸钡组织及性能的影响:分别掺杂不同含量Ca2+和Y3+的钛酸钡陶瓷其结构不变;Ca2+的掺杂抑制了陶瓷晶粒长大,改善了BaTiO3陶瓷的温度稳定性,防止六方相的生成,提高了居里点;Y3+的掺杂使BaTiO3陶瓷组织致密;随着Ca2+、Y3+掺杂量的分别不断增加,室温电阻率呈先降低后增大的变化趋势,当Ca2+=5mol%、Y3+=0.45mol%时,室温电阻率分别达到最低值。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章 绪论  7-23
  1.1 功能陶瓷简介  7-9
    1.1.1 陶瓷  7
    1.1.2 功能陶瓷  7-8
    1.1.3 电子功能陶瓷  8-9
  1.2 钛酸钡电子功能陶瓷研究现状及发展趋势  9-19
    1.2.1 钛酸钡的主要制备方法  9-13
    1.2.2 钛酸钡电子功能陶瓷的组织结构  13-16
    1.2.3 钛酸钡的性能  16-18
    1.2.4 钛酸钡的应用  18-19
  1.3 钛酸钡电子功能陶瓷目前存在的问题  19
  1.4 宽带CO_2激光烧结钛酸钡电子功能陶瓷  19-21
    1.4.1 激光烧结技术  19-21
    1.4.2 激光器的选择  21
    1.4.3 窄带激光存在的问题  21
    1.4.4 宽带激光的优势  21
  1.5 本论文目标及研究内容  21-23
第二章 实验材料与试验方法  23-32
  2.1 实验材料  23
  2.2 试验方法  23-32
    2.2.1 实验设备  23-24
    2.2.2 样品的制备  24-31
    2.2.4 组织与性能表征  31-32
第三章 激光烧结工艺参数对钛酸钡陶瓷组织性能的影响  32-41
  3.1 不同工艺参数下样品的宏观质量  32-33
  3.2 激光烧结钛酸钡陶瓷的物相分析  33-34
  3.3 四方相含量的确定  34-36
  3.4 激光烧结BaTiO_3陶瓷的组织结构分析  36-38
    3.4.1 陶瓷的显微结构  36
    3.4.2 BaTiO_3陶瓷的组织结构分析  36-38
  3.5 居里温度的测定  38-39
  3.6 致密度测试  39
  3.7 本章小结  39-41
第四章 掺杂对钛酸钡陶瓷的影响  41-47
  4.1 掺杂后BaTiO_3陶瓷的物相分析  41-42
  4.2 掺杂后BaTiO_3陶瓷的组织结构分析  42-44
    4.2.1 Ca~(2+)的掺杂对钛酸钡结构的影响  42-43
    4.2.2 Y~(3+)的掺杂对钛酸钡结构的影响  43-44
  4.3 Ca~(2+)的掺杂对钛酸钡相变温度的影响  44
  4.4 掺杂对钛酸钡陶瓷的室温电阻率的影响  44-46
    4.4.1 Ca~(2+)的掺杂对室温电阻率的影响  44-45
    4.4.2 Y~(3+)的掺杂对室温电阻率的影响  45-46
  4.5 本章小结  46-47
第五章 结论  47-48
展望  48-49
致谢  49-50
参考文献  50-55
附录一  55-56

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 陶瓷工业 > 生产过程与设备
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