论文摘要
钛酸锶钡（Ba1-xSrxTiO3，BST）是一种重要的电介质材料，属于钙钛矿结构，它是由钛酸钡（BaTiO3）和钛酸锶（SrTiO3）形成的完全固熔体，具有较高的绝缘电阻、低的介电损耗（高频及低频下）和较高的介电常数温度稳定性。而且其介电性能可随锶（x）含量的改变而变化，当x小于0.5时，相变属一级相变，当x大于0.5时，相变属二级相变，并且此时相变是弥散性的，随着x的增大弥散性也随之增大。它被广泛应用于制作体积小、容量大的微型电容器、多层基片、各种传感器、半导体材料、敏感元件和电子计算机的记忆元件等。BST粉体的粒度对BST陶瓷的介电性能影响显著，纳米级的BST可提高BST陶瓷的介电性能。BST纳米粉体在合成和制备BST陶瓷过程中极易发生团聚，从而降低了BST陶瓷介电性能的发挥。本实验以乙酸钡、乙酸锶和钛酸丁酯为主要原料，采用溶胶-凝胶方法合成BST纳米粉体，通过引入表面活性剂使其在颗粒表面吸附,改变颗粒表面的性质,从而改变颗粒与液相介质、颗粒与颗粒间的相互作用，使纳米粉体得以分散。利用XRD、DTA、SEM手段测定了干凝胶反应阶段及BST纳米粉体的物相组成以及颗粒形貌、尺寸，分析了形成BST凝胶的影响因素；利用红外光谱仪（FT-IR）研究了表面活性剂在合成BST纳米粉体过程中的作用，并重点考察了表面活性剂对BST纳米粉体性能的影响。并将制得的BST超细粉体压制成型,在1250℃～1300℃温度下进行烧结,得到BST陶瓷，采用TH2818复阻抗测试仪对其介电性能进行了初步研究。研究结果表明，钛、锶的混合溶胶在pH<3时稳定，溶胶可以长时间稳定放置，pH>6时不稳定，易出现沉淀，pH值在3-6之间在不同的的温度下均能成功形成凝胶，与反应机理相符，且pH值为4.5是凝胶时间最短；其介电性能可随锶（x）含量的改变而发生相变。当x达到一定值时相变是弥散性的,随着x的增大弥散性也随之增大。而x=0.4是晶体结构从四方相向立方相转变的临界点，性能稳定，这是制备Ba0.6Sr0.4TiO3的原因；在制备溶胶的过程中，加水量直接影响凝胶的时间和质量，进而对产品的粒度、性能产生一定影响。样加水量少，醇盐分子被水解的烷氧基团少，水解的醇盐分子间的缩聚容易形成低交联度的产物。反之，则易成为高度联交的产物。通过测试，摩尔比R=[H20]：[Ba2+]=40为最佳。