文档介绍：中图分类号: TB281 论文编号: 1028706 15-S055 学科分类号: 08050 3硕士学位论文微波水热法制备钛酸钡纳米粉体及其性能研究研究生姓名徐兰学科、专业材料加工工程研究方向功能陶瓷材料指导教师朱孔军教授南京航空航天大学研究生院材料科学与技术学院二О一五年三月 Nanjing University of Aeronautics and Astronautics The Graduate School College of Materials Science and Technology Preparation and Characterization of Barium Titanate Powders by Microwave-assisted Sol-hydrothemal Method A Thesis in Materialogy by Xu Lan Advised by Prof. Zhu Kongjun Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering March , 20 15 承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外, 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果, 也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索, 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名: 日期: 南京航空航天大学硕士学位论文 I 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 TiO 2 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 20mi n 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 TiO 2 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 TiO 2和 Ba(OH) 2? 8H 2O 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 TiO 2和 Ba(OH) 2? 8H 2O 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 TiO 2 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。关键词: 钛酸钡,微波水热,溶胶法,纳米粉体,介电性能本文工作得到国家自然科学基金( No. 51372114, No. 51202118 )。本文工作是在南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室完成。微波水热法制备钛酸钡纳米粉体及其性能研究 II ABSTRACT Barium titanate as an important electronic ceramic material has been widely used in the preparation of ceramic capacitor, temperature sensor, iron pieces , because of its high dielectric constant , excellent ferroelectric, piezoelectric and insulation performance . Due to the miniaturization of electronic devices , the demand for