钛酸锶铅陶瓷粉体水热合成法的研究

论文摘要

铁电材料的研究已经持续大约一个世纪，研究的内容包括应变、极化和温度的耦合。随着现在电子信息技术等一些重要领域的发展，对这种材料又提出了一些新的要求，比如对各种环境的适应性，使其又成为一些领域的研究热点。钛酸锶铅陶瓷是一种新型的铁电陶瓷材料，它综和了钛酸锶（ST）和钛酸铅的优越性能,具有独特的电阻—温度特性，即同时具有正的温度系数（PTC）-负的温度系数（NTC）特性，因此具有其它材料不具备的复合热敏功能，经常作为热敏陶瓷使用，适合电子技术微型化和集成化的方向发展。目前，钛酸锶铅电子陶瓷粉体的制备方法主要有固相法、液相法中的共沉淀法、溶胶凝胶法、超声波化学法等。固相法固态粉料混合烧结，成分混合不均匀，污染严重，烧结温度高；共沉淀法难以准确配制溶液，操作条件繁琐；溶胶凝胶法处理时间长，产品易开裂等；超声波化学法大规模的工业应用很少且不合适的超声频率和温度会导致颗粒的团聚。而液相法中的水热法，容易操作，最主要的是在473K左右温度下，通过水热反应就可以直接得到成品钛酸锶铅粉体，国外已有钛酸锶铅的水热制备方法，而国内鲜有研究。为了避免铅在高温下的挥发影响其性能结构，又为了制造工艺的简单以及得到粒径小和不同晶型的粉体。根据水热法可以减少铅的挥发，同时操作简单、制备条件易改变等特点，所以确定采用水热法制备钛酸锶铅粉体。本论文的主要内容有：1)绪论主要介绍了钛酸锶铅粉体的制备方法，并比较了各种方法的优缺点。2)钛酸锶铅粉体的制备和表征采用水热法合成了钛酸锶铅粉体，并分别对铅锶比、反应时间、反应浓度、反应温度条件对产品的影响进行了讨论。实验结果表明粉体中锶的含量影响了晶体的结构。随着锶含量的增多，钛酸锶铅发生了晶型的转变，由四方相转变为立方相，并且锶取代了铅的位置。为今后制备所需的晶型奠定了基础。在同等反应条件下，随着反应时间的增长、反应浓度的减小、反应温度的升高，晶体颗粒的粒径增大。用XRD、SEM手段对钛酸锶铅粉体进行了表征。根据表征结果对制备条件进行了分析，总结出了钛酸锶铅粉体的水热合成条件，可以制备不同粒径和晶型的钛酸锶铅粉体。3)钛酸锶铅水热合成的机理钛酸锶铅首先是前驱物在水热条件下溶解，然后正、负离子互相反应，生成难溶产物。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究背景
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 选题意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 固相法
• 1.2.2 液相法
• 1.3 研究内容
• 1.3.1 钛酸锶铅粉体的制备和表征
• 1.3.1.1 钛酸锶铅粉体的制备
• 1.3.1.2 钛酸锶铅粉体的表征与性能测试
• 1.3.2 钛酸锶铅粉体的水热合成机理
• 1.4 学位论文工作的内容
• 1.4.1 论文选题依据
• 1.4.2 实验方案
• 1.4.2.1 实验内容
• 1.4.2.2 工艺流程
• 第2章 钛酸锶铅陶瓷粉体的制备及表征
• 2.1 钛酸锶铅陶瓷粉体的制备和表征
• 2.1.1 主要仪器和药品
• 2.1.2 钛酸锶铅粉体的制备
• 2.1.3 表征手段
• 2.2 结果讨论
• 2.2.1 锶含量对产物粒径和形貌的影响
• 2.2.2 反应浓度对产物的影响
• 2.2.3 反应时间对产物的影响
• 2.2.4 反应温度对产物的影响
• 2.3 本章小结
• 第3章 钛酸锶铅水热合成的机理
• 3.1 合成机理
• 3.2 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历