学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

不同烧结方法对水热法合成钛酸钡陶瓷电学性能影响的研究

作　者: 王燕
导　师: 周剑平
学　校: 陕西师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 水热法 BaTiO3陶瓷介电性能居里温度氧空位电滞回线
分类号: TM221
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 61次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

钛酸钡(BaTiO3)是一种极具特点的钙钛矿铁电体,它的研究可以拓展到其他的钙钛矿铁电体中。本论文采用水热法在不同反应温度下合成BaTiO3粉体,然后分别用传统烧结(SSS)和两步烧结法(TSS)在不同烧结温度下制备陶瓷,最后使用XRD、SEM、介电和铁电等测试手段,对陶瓷样品的相组成、微观结构以及电学性能等进行了细致的研究,主要结论如下：(1)采用水热法在不同的反应温度下制备了纯的BaTiO3粉体,再将制备好的粉体压片,并在不同烧结温度下烧制陶瓷。通过研究对BaTiO3陶瓷样品以下方面的研究：①相结构；②显微组织；③介电性能；④铁电性能,可以得出如下结论：XRD表明在不同的反应温度下用水热法合成了纯的BaTiO3粉体,利用上述粉体制成的陶瓷样品的相结构为四方相。从扫描电镜图中可以看到随着烧结温度的升高,陶瓷的晶粒尺寸有长大趋势,并且240℃和270℃下制备的BaTiO3陶瓷样品的晶粒尺寸整体较大。气孔率及其大小对陶瓷内部频率的稳定有着至关重要的影响。BaTiO3陶瓷的居里温度与晶粒尺寸的关系为：尺寸越小居里温度越低。介电温谱中,240℃和270℃的陶瓷样品出现明显的损耗峰,是由于在高温烧结过程中产生的氧空位导致的。随着反应温度的升高,1]50℃、1200℃和1250℃三个不同烧结温度下的样品其介电常数和居里温度均表现出先增大后减小的变化趋势。烧结温度为1150℃、1200℃的两组陶瓷样品的介电损耗随着反应温度的升高,呈现先增大后减小的变化趋势。其原因在于不同水热反应温度合成的BaTiO3粉体在颗粒度、颗粒度分布、相组成、形貌等都有一定差异,从而致使制成的BaTiO3陶瓷的电学性能的变化。点缺陷会影响样品的极化强度-电场(P-E)回线,出现双电滞回线。(2)用不同的烧结方法烧制BaTiO3陶瓷,得出以下结论：从扫描电镜图表明,传统的一步烧结法致密化阶段总是伴随着快速的晶粒生长,密度值随烧结温度的升高改变不明显；而两步烧结法烧结BaTiO3陶瓷,在相同的温度下,颗粒尺寸基本不保持不变,而密度的值会随着第一阶段T1和第二阶段T2处保温时间长短的变化而改变。与传统的一步烧结法相比,两步烧结法更容易得到晶粒均匀的陶瓷,且有效减少了陶瓷内部的气孔和缝隙。两步烧结法制备的BaTiO3陶瓷在常温下的介电常数和剩余极化强度都依赖于T1阶段和T2阶段处的保温时间的长短,并且介电常数和剩余极化强度比传统烧结得到的BaTiO3陶瓷性能值高,此外居里温度的值改变不明显。传统烧结的损耗值均低于两步烧结法的损耗值。我们取两步桡结法制备的损耗较低的样品,即TSS-2(Tl=5min,T2=10h),测d33值为27pc/N。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章绪论  9-17
  1.1 BaTiO_3概述  9-13
    1.1.1 BaTiO_3的结构  9-10
    1.1.2 BaTiO_3的性能  10-13
  1.2 BaTiO_3粉体的制备方法  13-16
    1.2.1 固相法  13-14
    1.2.2 液相法(湿化学法)  14-16
  1.3 本论文的主要思路及内容  16-17
第2章 BaTiO_3陶瓷的制备工艺及性能表征  17-25
  2.1 BaTiO_3陶瓷的制备工艺  17-21
    2.1.1 实验所用原料  17-18
    2.1.2 样品的制备工艺  18-21
  2.2 BaTiO_3陶瓷的性能及其表征  21-25
    2.2.1 烧结性能的表征  21-22
    2.2.2 相结构和微观结构表征  22
    2.2.3 陶瓷样品的电学性能测试表征  22-25
第3章不同水热反应温度和烧结温度下制备BaTiO_3陶瓷及其电学性能  25-35
  3.1 引言  25
  3.2 BaTiO_3陶瓷制备及电学性能  25-33
    3.2.1 陶瓷的制备  25-26
    3.2.2 粉体的结构和形貌  26-27
    3.2.3 陶瓷的相结构和显微结构  27-28
    3.2.4 陶瓷的介电性能  28-32
    3.2.5 陶瓷的铁电性能  32-33
  3.3 本章小结  33-35
第4章不同烧结方法对钛酸钡陶瓷电学性能的影响  35-47
  4.1 引言  35
  4.2 BaTiO_3陶瓷制备及性能研究  35-45
    4.2.1 陶瓷的制备  35-37
    4.2.2 粉体的相结构和显微形貌  37
    4.2.3 陶瓷的相结构和显微结构  37-41
    4.2.4 陶瓷的介电性能  41-44
    4.2.5 陶瓷的铁电性能  44-45
  4.3 本章小结  45-47
第5章结论  47-49
参考文献  49-57
致谢  57-59
攻读硕士学位期间科研成果  59

不同烧结方法对水热法合成钛酸钡陶瓷电学性能影响的研究

内容摘要

全文目录

相似论文