文档介绍：湘潭大学
硕士学位论文
电子陶瓷材料钛酸钡的制备研究
姓名:宋方平
申请学位级别:硕士
专业:应用化学
指导教师:朱启安
20060501
摘要

钛酸钡铁电粒子因其在室温下具有优越的介电性能而被广泛应用于多层陶
瓷电容器、正温度系数热敏电阻、光电器件等电子元件。钛酸钡陶瓷的性能和微
结构主要依赖于钡钛比。
制备细小的陶瓷粉体已经成为现代陶瓷研究中的重要部分。用化学方法合成
电子陶瓷粉体已成为陶瓷粉体合成的发展趋势。最近,随着电子元件的微型化,
多层陶瓷电容器中电介层的厚度已经降低到2µm,在不久的将来,电介层的厚度
有望降低到1µm。因此,随着多层陶瓷电容器中电介层厚度的降低,要求BaTiO3
颗粒的尺寸由几百纳米减小到几十纳米。此外,具有较低烧结温度的超细BaTiO3
陶瓷粉体可获得颗粒尺寸均一的陶瓷制品并且节省能源。
首先,本文采用水热法,以 Ba(OH)2·8H2O 和钛酸四丁酯为原料,合成出粒
径大小为 16nm 的 BaTiO3 纳米颗粒。研究了合成温度、反应物浓度对颗粒大小
的影响,氢氧化钡与钛酸四丁酯的不同摩尔比对产品中钡钛摩尔比的影响,以及
不同的退火温度对产品纯度和晶格参数的影响。利用傅立叶变换红外光谱仪、透
射电子显微镜(TEM)、X 射线衍射仪对产品进行表征,并对样品进行化学分析。
结果表明,产品为钡钛比为的单一立方相晶体纳米颗粒。
其次,采用水/Trition X-10/正己醇/环己烷反相微乳液体系合成纳米 BaTiO3
颗粒。对不同的ωo、反应物的浓度、陈化时间等因素进行了研究,获得了最佳反
应条件。所得的产品用 X 射线衍射仪、透射电子显微镜进行表征,结果表明所得
样品为单一四方相、粒径分布均匀、尺寸在 20nm~80nm 的球形纳米颗粒,并且
采用 ICP 进行了分析,产品中钡与钛的比为。
最后,本文采用水/OP Emulsifier-10/正己醇/环己烷反相微乳液体系合成出了
钛酸钡纳米棒。对不同的ωo、反应物的浓度等因素进行了研究,得到最佳的合成
条件。样品的 TEM 表征结果表明所得钛酸钡纳米棒的直径约 40nm、长度为
300nm~6µm。ICP 分析表明产品中的钡与钛的比为。

关键词: 水热合成;W/O 微乳液;钛酸钡;纳米颗粒;球形颗粒;纳米棒

I
Abstract

Ferroelectric particles BaTiO3, a kind of electronic ceramics with high dielectric
constant at room temperature, have been used as raw materials for the manufacture of
multilayerceramic capacitors, positive temperature coefficient resistivity (PTCR)
thermistors and other electro-ponents. The properties and microstructure of
barium titanate ceramics are highly dependent on the ratio of barium to titanium.
Preparation of fine ceramic powders has e an important part of modern
ceramic research. There is a strong trend toward the application of chemical method
for powder synthesis in electronic ceramics. Recently, with the miniaturization of
electronic devices, the thickness of dielectric layers in has been reduced to 2
µm, and it can be expected that this thickness will e less than 1 µm in the future.
Consequently, with the reduction of thickness of the dielectric layers in ,
BaTiO3 particles with sizes