BaTi2O5及其固溶体的合成与表征

论文摘要

本论文以溶胶-凝胶法和机械激活法制备BaTi2O5陶瓷为主要内容，考察了不同离子掺杂对BaTi2O5的合成条件及掺杂的固溶度极限、晶格参数的变化、粉体的烧结性能和介电性能的影响。研究结果表明：利用溶胶-凝胶法，在混合溶液的pH=4nBa（Ac）2: nTi（OC4H9）4:nCH3COOH: n MOE=1.00:2.00:7.97:21.17保温凝胶化温度为100℃的最佳工艺条件下，制备了不同离子掺杂的BaTi2O5陶瓷固溶体，并对固溶体的微观结构和介电性能进行表征。物相分析结果表明，离子掺杂BaTi2O5的主峰明显比无掺杂的主峰强，显微结构分析表明，离子掺杂BaTi2O5的显微结构比无掺杂的结构致密，介电性能测试表明，离子掺杂BaTi2O5的介电常数明显比无掺杂的要高。不同之处在于，不同离子掺杂的BaTi2O5陶瓷固溶度极限不同。利用机械激活法，在球料比为20:1，球磨时间3小时的参数条件下成功合成了BaTi2O5陶瓷粉体，物相分析表明，在此条件下合成的BaTi2O5粉体物相单一，红外光谱分析与物相分析吻合，介电性能测试表明，与溶胶凝胶法制备的BaTi2O5陶瓷的介电常数趋近，但介电损耗明显增加。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 2O₅的晶体结构和性能'>1.1 BaTi₂O₅的晶体结构和性能
• 2O₅陶瓷材料的研究现状'>1.2 BaTi₂O₅陶瓷材料的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 2O₅陶瓷材料的制备方法'>1.3 BaTi₂O₅陶瓷材料的制备方法
• 1.3.1 液相法制备
• 1.3.2 固相法制备
• 2O₅陶瓷材料的表征方法'>1.4 BaTi₂O₅陶瓷材料的表征方法
• 1.4.1 DTA/TG 分析
• 1.4.2 X 射线衍射分析
• 1.4.3 红外光谱分析
• 1.4.4 扫描电镜分析
• 1.4.5 介电性能分析
• 1.5 课题的提出和研究思路
• 第2章 实验方案设计和相关研究方法
• 2.1 溶胶凝胶实验方案设计
• 2.1.1 实验方案设计
• 2.1.2 初始原料及主要仪器设备
• 2.2 机械激活实验方案设计
• 2.2.1 实验方案设计
• 2.2.2 初始原料及主要仪器设备
• 2.2.3 原料处理
• 2.2.4 粉体成型与烧结
• 2.2.5 样品测试
• 2O₅陶瓷材料的结构和性能研究'>第3章 二价金属离子添加的 BaTi₂O₅陶瓷材料的结构和性能研究
• 2O₅前驱体'>3.1 溶胶凝胶法制备 BaTi₂O₅前驱体
• 3.1.1 实验步骤
• 3.1.2 粉体的成型与烧结
• 3.1.3 粉体性能表征
• 2O₅粉体最佳工艺条件研究'>3.2 溶胶凝胶法制备 BaTi₂O₅粉体最佳工艺条件研究
• 3.2.1 水解用水量与凝胶化时间的关系：
• 3.2.2 pH 值与凝胶化时间的关系：
• 3.2.3 凝胶化温度与凝胶化时间的关系：
• 3.2.4 反应机理的探讨及水解用水量对凝胶过程的影响：
• 3.2.5 保温凝胶化温度对凝胶化时间的影响：
• 3.2.6 小结
• 2O₅陶瓷材料的结构和性能研究'>3.3 添加 Mg 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的结构和性能研究
• 2O₅陶瓷材料的实验步骤'>3.3.1 添加 Mg 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的实验步骤
• 2O₅陶瓷材料的热重分析'>3.3.2 添加 Mg 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的热重分析
• 2O₅陶瓷材料的物相分析'>3.3.3 添加 Mg 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的物相分析
• 2O₅陶瓷材料的红外光谱分析'>3.3.4 添加 Mg 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的红外光谱分析
• 2O₅陶瓷材料的显微结构分析'>3.3.5 添加 Mg 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的显微结构分析
• 2O₅陶瓷材料的介电性能分析'>3.3.6 添加 Mg 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的介电性能分析
• 3.3.7 小结
• 2O₅陶瓷材料的结构和性能研究'>3.4 添加 Zn 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的结构和性能研究
• 2O₅陶瓷材料的实验步骤'>3.4.1 添加 Zn 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的实验步骤
• 2O₅陶瓷材料的热重分析'>3.4.2 添加 Zn 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的热重分析
• 2O₅陶瓷材料的物相分析'>3.4.3 添加 Zn 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的物相分析
• 2O₅陶瓷材料的红外光谱分析'>3.4.4 添加 Zn 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的红外光谱分析
• 2O₅陶瓷材料的显微结构分析'>3.4.5 添加 Zn 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的显微结构分析
• 2O₅陶瓷材料的介电性能分析'>3.4.6 添加 Zn 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的介电性能分析
• 3.4.7 小结
• 2O₅陶瓷材料的结构和性能分析'>第4章 变价金属 Ni 离子添加的 BaTi₂O₅陶瓷材料的结构和性能分析
• 2O₅陶瓷材料的实验步骤'>4.1 添加 Ni 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的实验步骤
• 2O₅陶瓷材料的热重分析'>4.2 添加 Ni 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的热重分析
• 2O₅陶瓷材料的物相分析'>4.3 添加 Ni 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的物相分析
• 2O₅陶瓷材料的红外光谱分析'>4.4 添加 Ni 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的红外光谱分析
• 2O₅陶瓷材料的显微结构分析'>4.5 添加 Ni 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的显微结构分析
• 2O₅陶瓷材料的介电性能分析'>4.6 添加 Ni 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的介电性能分析
• 4.7 本章小结
• 2O₅陶瓷材料的结构和性能研究'>第5章 稀土元素 La 离子添加的 BaTi₂O₅陶瓷材料的结构和性能研究
• 2O₅陶瓷材料的实验步骤'>5.1 添加 La 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的实验步骤
• 2O₅陶瓷材料的热重分析'>5.2 添加 La 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的热重分析
• 2O₅陶瓷材料的物相分析'>5.3 添加 La 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的物相分析
• 2O₅陶瓷材料的红外光谱分析'>5.4 添加 La 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的红外光谱分析
• 2O₅陶瓷材料的显微结构分析'>5.5 添加 La 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的显微结构分析
• 2O₅陶瓷材料的介电性能分析'>5.6 添加 La 离子的 BaTi₂O₅陶瓷材料的介电性能分析
• 5.7 本章小结
• 2O₅陶瓷性能的影响'>第6章 不同离子掺杂对 BaTi₂O₅陶瓷性能的影响
• 6.1 不同离子掺杂的陶瓷固溶体的 XRD 分析
• 2O₅陶瓷的 SEM 分析'>6.2 不同离子掺杂的 BaTi₂O₅陶瓷的 SEM 分析
• 6.3 不同离子掺杂的陶瓷固溶体的介电性能分析
• 6.4 不同离子掺杂的陶瓷固溶体的晶胞点阵常数分析
• 6.5 本章小结
• 2O₅陶瓷材料的结构和性能研究'>第7章 机械激活法制备 BaTi₂O₅陶瓷材料的结构和性能研究
• 7.1 实验步骤
• 7.2 物相分析
• 7.3 红外光谱分析
• 7.4 显微结构分析
• 7.5 介电性能及点阵常数分析
• 7.6 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果