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钛酸铋粉体溶胶-凝胶合成及陶瓷的超高压制备
作 者: 潘玲
导 师: 关庆丰
学 校: 吉林大学
专 业: 钢铁冶金
关键词: 钛酸铋 溶胶-凝胶法 超高压 纳米粉体 铁电陶瓷
分类号: TB39
类 型: 硕士论文
年 份: 2005年
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内容摘要
本文采用溶胶-凝胶工艺分别制备了不同组分的掺镧钛酸铋(Bi4-x, Lax) Ti3O12(简记为BLTx)粉体、薄膜,采用超高压成型、无压烧结技术制备了BLT0.75 陶瓷。采用红外光谱、差热分析仪、X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等现代材料分析表征技术及相关测试方法,研究溶胶-凝胶反应机理,粉体的晶化过程,固相反应温度以及颗粒度大小;薄膜的表面形貌;分析烧结压力、烧结时间和烧结温度对掺镧钛酸铋陶瓷的物化结构的影响。实验结果表明,BTO非晶干凝胶晶化过程分为四个步: Bi2O3和TiO2→Bi2Ti4O11→四方Bi4Ti3O12相→正交Bi4Ti)3O12相转变。随着煅烧温度和保温时间的增加粉体的晶粒尺寸呈线性增长。稀土镧的加入并没有改变钛酸铋的层状钙钛矿结构。BLT0.75陶瓷材料由随机取向的片状多晶组成,随着成型压力的增大,烧结后得到的陶瓷致密度更高,高压成型有助于提高陶瓷的致密度。
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全文目录
第一章 绪论 7-30 1.1 铁电材料简介 7-18 1.1.1 铁电材料基本特征 7-9 1.1.2 铁电材料发展概况 9-11 1.1.3 铁电材料的分类 11-15 1.1.4 铁电材料的应用 15-18 1.2 粉体合成工艺 18-23 1.2.1 粉体的溶胶-凝胶制备原理(Sol-Gel) 20-22 1.2.2 影响溶胶和凝胶因素 22-23 1.3 薄膜制备工艺 23-25 1.4 陶瓷制备工艺 25-27 1.4.1 传统陶瓷制备工艺概述 25-27 1.4.2 超高压成型、无压烧结制备陶瓷 27 1.5 选题依据 27-29 1.6 主要研究内容 29-30 第二章 实验方法与合成工艺 30-37 2.1 原料及试剂选用 30 2.2 钛酸铋粉体的制备 30-32 2.3 掺镧钛酸铋粉体的制备 32-33 2.4 掺镧钛酸铋薄膜的制备 33-35 2.4.1 溶胶的合成 33-34 2.4.2 衬底的清洗 34 2.4.3 薄膜的制备 34-35 2.5 掺镧钛酸铋陶瓷的制备 35 2.6 分析与测试方法 35-37 2.6.1 粉体的分析与测试方法 35-36 2.6.2 薄膜的分析与测试方法 36 2.6.3 陶瓷的分析与测试方法 36-37 第三章 粉体的物化性能表征 37-55 3.1 钛酸铋粉体的晶化过程分析 37-51 3.1.1 钛酸铋粉体的差热分析(DTA) 37-39 3.1.2 钛酸铋粉体的X 射线衍射分析(XRD) 39-44 3.1.3 钛酸铋粉体的红外光谱分析(IR) 44-48 3.1.4 钛酸铋粉体的透射电子显微镜分析(TEM) 48-51 3.2 煅烧温度对钛酸铋粉体晶粒尺寸的影响 51-53 3.3 本章小结 53-55 第四章 掺镧钛酸铋粉体物化性能表征 55-65 4.1 镧掺杂对钛酸铋粉体影响 55-58 4.1.1 掺镧钛酸铋的差热分析(DTA) 55-56 4.1.2 掺镧钛酸铋粉体的红外分析(IR) 56-57 4.1.3 掺镧钛酸铋粉体的X 射线分析(XRD) 57-58 4.2 掺镧钛酸铋粉体晶粒尺寸表征 58-62 4.2.1 保温时间对晶粒尺寸的影响 58-60 4.2.2 热处理温度对晶粒尺寸的影响 60-62 4.3 掺镧钛酸铋薄膜的表征 62-64 4.3.1 掺镧钛酸铋薄膜X 射线分析(XRD) 62-63 4.3.2 掺镧钛酸铋薄膜扫描电子显微镜分析(SEM) 63-64 4.4 本章小结 64-65 第五章 掺镧钛酸铋陶瓷的制备与表征 65-76 5.1 陶瓷X 射线衍射分析(XRD) 65-66 5.2 成型压力对陶瓷致密性的影响 66-71 5.3 烧结时间对陶瓷结构晶粒尺寸的影响 71-73 5.4 烧结温度对陶瓷晶粒尺寸的影响 73-75 5.5 本章小结 75-76 第六章 结论与展望 76-78 6.1 本文主要结论 76-77 6.2 下一步工作展望 77-78 参考文献 78-87 摘要 87-89 Abstract 89-92 致 谢 92-93 导师及作者简介 93
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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 其他材料
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