钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO3)陶瓷制备及其介电性能的研究

采用乙酸钡、乙酸锶和钛酸丁酯为原料的溶胶凝胶方法制备了BaxSn1-xTiO3(x=0．6)超细粉体,将BST超细粉体压制成型,进行烧结,得到(Ba0.6Sr004)TiO3陶瓷。通过热分析(DSC／TG)、X射线衍射(XRD)分析(Ba0.6Sr0.4)TiO3粉体合成过程及其相结构变化。采用扫描电子显微镜(SEM)描述(Ba0.6Sr0.4)TiO3烧结体的相结构和显微组织结构变化。阻抗分析仪测量(Ba0.6Sr0.4)TiO3陶瓷的-50～100℃介电温谱。实验结果表明BaxSn1-xTiO3粉体的相结构为立方相钙钛矿结构,其合成温度及烧结温度分别为800℃及1250℃,均低于传统工艺的相应温度。(Ba0.6Sr0.4)TiO3陶瓷在-50～100℃温度范围内,其电容率随着烧结温度升高而增大.介电损耗tgδ在-50～100℃温度范围内,随温度的增加而降低。1250℃的(Ba0.6Sr0.4)TiO3陶瓷烧结体样品存在介电峰弥散化。     

Ba0.65Sr0.35TiO3陶瓷材料的制备及介电特性研究

采用溶胶－凝胶工艺制备了Ba0.65Sr0.35TiO3粉体，并利用微波烧结技术对粉体进行了合成和烧结，研究分析了样品的介电特性，并与传统制备工艺获得的样品进行了性能比较。实验结果表明，获得的Ba0.65Sr0.35TiO3粉体颗粒较细，其合成温度和烧结成瓷温度都较传统工艺有大幅度降低，分别为900和1310℃；可以获得晶粒尺寸在1μm以内的陶瓷；随晶粒的减小，材料的相对介电常数变化不大，而介电损耗大大降低。     

表面活性剂对溶胶-凝胶法制备Ba0.6Sr0.4TiO3粉体的影响

钛酸锶钡(BST)陶瓷是一种性能优异的电容器材料、热敏材料和铁电压电材料,具有非常广阔的应用领域.采用溶胶-凝胶法合成了Ba0.6Sr0.4TiO3纳米粉体,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪对粉体的物相组成、颗粒大小和形态进行了分析,利用红外光谱仪(FT-IR)研究了表面活性剂在合成纳米Ba0.6Sr0.4TiO3过程中的作用,并重点考察了表面活性剂对Ba0.6Sr0.4TiO3粉体性能的影响.研究结果表明,通过添加适量的表面活性剂能有效改善纳米钛酸锶钡粉体的表面性能,使纳米钛酸锶钡具有较好的分散性,可充分发挥材料的纳米效应.     

溶胶凝胶法制备钛酸锶钡(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷及其介电性能的研究

采用硝酸钡、硝酸锶、钛酸丁酯和柠檬酸为原料的配合物溶胶凝胶方法制备了(Ba1-xSrx)TiO3(BST)陶瓷.实验结果表明,BST粉体合成温度及烧结温度分别为700及1250℃,均低于传统工艺的相应温度. Sr含量x≥0.40,(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷的相结构为立方钙钛矿相;Sr含量x＜0.40,(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷的相结构为四方钙钛矿型. (Ba1-xSrx)TiO3(0.5≤x≤0.70)陶瓷的电容率随温度变化曲线,说明存在由铁电四方相到顺电立方相的相变.且随锶(Sr)的摩尔量x的增加,(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷样品的相变温度向低温方向移动,相变温度Tc的移动关系为Tc=394.1-272.6x(K).     

放电等离子烧结与传统烧结法制备（Ba，Sr）TiO3陶瓷的性能比较

研究分别采用了放电等离子烧结方法(Spark Plasma Sintering,SPS)和普通烧结方法,对(Ba,Sr)TiO3陶瓷进行不同温度下的烧结(1200～1300℃),进而研究了放电等离子烧结对(Ba,Sr)TiO3陶瓷性质的改良能力.实验表明,同温度下SPS法烧结的(Ba,Sr)TiO3陶瓷具有更大的相对介电常数,更低的电流损耗.同时,从SEM照片中观测到SPS烧结法可以较好的改进陶瓷的表面致密度.另外,1240℃下用SPS方法烧结的(Ba,Sr)TiO3陶瓷有着最优良的性质.     

Ba0.6Sr0.4 TiO3粉体的水热法制备

以氯化钡、氯化锶和四氯化钛为原料,在190℃下反应10h合成了平均粒径为80nm左右的立方相Ba0.6Sr0.4 TiO3粉体.粉体粒度均一,团聚少,纯度高,杂质离子少.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱议(XRF)等分析方法对合成粉体的物相、形貌和组成进行了表征,并研究了初始配比、矿化剂KOH过量浓度、水热时间和温度等条件对合成Ba0.6Sr0.4 TiO3粉体的影响.     

磷灰石（AP）的制备及其成分比较晶体化学与吸F^—行为的研究

以热释电材料制备的非制冷焦平面已被证明具有与制冷型焦平面相竞争的优良性能，从而引起越来越多研究者的兴趣，实验研究了焦平面用（Ba,Sr)TiO3热释电陶瓷及BST／PVDF复合材料的特性，分析了晶粒尺寸对陶瓷材料热释电特性的影响，探讨了利用复合工艺制备焦平面用热释电薄膜的可能性。主要结论如下：（1）实验中首次采用微波处理的方法，对BST凝胶进行晶化处理制备陶瓷粉体，并对凝胶的热演化过程进行了分析和研究，获得了颗粒尺寸约50nm的（Ba,Sr)TiO3陶瓷粉体。分析表明，微波晶化过程也产生了中间相（Ba,Sr)CO3和TiO2，与传统晶化过程基本一致。该工艺可以在较短的时间内使凝胶完全转化为钙钛矿相，合成温度由1100℃降至900℃，所得到的粉体颗粒尺寸分布均匀，比传统固相合成法的小一个数量级。（2）首次采用居里温度较低的（Ba,Sr)TiO3纳米粉体，制备了不同体积比的BST／PVDF0－3型复合热释电材料。实验分析表明，复合体的热释电优值因子FD比BST陶瓷的提高了约30％。复保膜的厚度以及陶瓷颗粒的尺寸都对复合体的介电和热释电特性有影响，以这种方法制备的热释电材料有可能在红外焦平面的领域有广泛的应用前景。（3）微波烧结方法有效地抑制了晶粒长大，可以获得晶粒尺寸在1μm以内的（Ba,Sr)TiO3致密陶瓷。实验中，在1300℃烧结15min就已经达到95％以上的相对理论密度，晶粒尺寸约为0.32μm.研究发现，晶粒尺寸为0.8μm左右时，Ba0.80Sr0.20TiO3陶瓷的四方率（c/a）存在一个极大值。（4）实验研究了不同晶粒尺寸条件下（Ba,Sr)TiO3陶瓷的介电特性。研究表明，晶粒尺寸为0.8μm左右时，室温下材料的介电常数存在一个峰值，且弥散指数具有极小值；粒径越小，介电温谱随频率变化的程度就越小，且对电场的稳定性越好。实验首次发现，微波烧结获得的细晶粒陶瓷的介电损耗远小于传统工艺制备的样品，这一特性对于制备低噪声、高探测率的热释电材料具有重要的应用价值。（5）首次研究了（Ba,Sr)TiO3陶瓷热释电特性的晶粒尺寸效应。表明在无外置电场情况下，材料的热释电系数峰值随着晶粒尺寸的减小，在0.8μm左右有一个极大值，而后随晶粒尺寸进一步减小而迅速减小。在外场作用下，热释电峰宽化并有所下降，峰位向高温处移动。晶粒尺寸小的样品在偏场作用下热释电系数变化较小。晶粒尺寸为0.8μm的Ba0.65Sr0.35TiO3陶瓷样品具有最高的优值因子FD,且对电场有较好的稳定性，是热释电焦平面用的理想材料。     

中温固体电解质LaGaO3的制备

分别采用固相反应法、凝胶燃烧法分别制备了镓酸镧基固体电解质粉体(La0．9Sr0.1Ga0．8Mg0．2O3-δ)．讨论了煅烧温度对粉体物相的影响,比较了两种方法所制备粉体的特点．X射线衍射分析表明．固相反应法制备需经1250℃下预烧15h,1500℃下煅烧24h．得到La0．9Sr0.1Ga0．8Mg0．2O3-δ粉体颗粒尺寸在1μm,而凝胶燃烧法仅需在1400℃煅烧10h可以合成La0．9Sr0.1Ga0．8Mg0．2O3-δ粉体,粉体颗粒尺寸150nm。     

钛酸锶钡纳米粉体的溶胶-凝胶自蔓延燃烧制备及其介电性能研究

采用溶胶-凝胶和自蔓延燃烧技术,制备了平均晶粒尺寸约20nm的Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)纳米粉体.将纳米粉体压制成形后进行烧结,得到BST陶瓷.采用XRD、SEM、TEM和LCR数字电桥研究了BST的结构、形貌和介电性质.结果表明,干凝胶自蔓延燃烧后,可直接形成分散性好、颗粒尺寸均匀、具有钙钛矿结构的BST纳米粉体.BST陶瓷压片经1250℃烧结2h后获得了致密的结构和相对较大的介电常数.粉体的结晶温度和烧结体的烧结温度均低于传统工艺.很明显,溶胶-凝胶自蔓延燃烧法在纳米材料的制备方面具有明显的技术优势.     

液相法制备BaTiO3基PTCR粉体的研究

采用高分子网络凝胶法和液相包裹法相结合的液相法合成了BaTiO3基PTCR陶瓷粉体．首先用高分子网络凝胶法在较低温度下制备施主掺杂的BaTiO3基陶瓷粉体,利用DSC、TG、XRD,TEM等技术表征了凝胶中间体和由此得到的氧化物粉末的物理和化学性能,结果表明,在700℃下煅烧2h可获得单相的(Ba,Sr)TiO3粉体,粉体的平均粒径d50为1．155μm．然后利用液相包裹法添加受主杂质和助烧剂,考察了所制备BaTiO3基PTCR陶瓷粉体的烧结性能及陶瓷制品的PTC特性,获得了室温阻值为17．5Ω,升阻比达10^4,阻温系数约为12％的PTCR．     

Ba0.65Sr0.35TiO3陶瓷材料的制备及介电特性研究

采用溶胶-凝胶工艺制备了Ba_0.65Sr_0.35TiO₃粉体,并利用微波烧结技术对粉体进行了合成和烧结,研究分析了样品的介电特性,并与传统制备工艺获得的样品进行了性能比较.实验结果表明,获得的Ba_0.65Sr_0.35TiO₃粉体颗粒较细,其合成温度和烧结成瓷温度都较传统工艺有大幅度降低,分别为900和1310℃;可以获得晶粒尺寸在1μm以内的陶瓷;随晶粒的减小,材料的相对介电常数变化不大,而介电损耗大大降低.     

The properties of Ba0.5Sr0.5TiO3 thin film prepared by RF magnetron sputtering from powder target

The Ba_0.5Sr_0.5TiO₃ (BST) thin film with the thickness of 400 nm deposited from powder target is prepared by the radio-frequency magnetron sputtering technique. The deposition rate of BST film is estimated to be 45 nm/min, which is very fast for ferroelectric materials. The dielectric properties of the as-prepared BST thin film are demonstrated. High dielectric tunability up to 42.7% and low dielectric loss small to 0.01 are achieved at a low applied voltage of 5 V. The results demonstrate that the RF magnetron sputtering from powder target is a versatile, novel technique for the deposition of high-quality ferroelectric thin films.     

热处理对钛酸锶钡薄膜光学性能的影响

采用无水溶胶-凝胶技术制备了钛酸锶钡光学薄膜,系统研究了预处理和退火温度对钛酸锶钡薄膜的相结构、微观形貌和光性能的影响,优化了薄膜的光学性能,结果表明,膜的结构和形貌直接影响其光学性能。通过150℃预处理和850℃退火获得了晶化程度良好、表面形貌平整致密的钛酸锶钡薄膜。该膜在350-1000nm的最大光透过率为80．72％,在600-1000nm的折射率稳定在-1．93左右,消光系数最小,最小值为4x10-5。     

溶胶—凝胶法制备Ba_(1-x)Sr_xTiO_3超微粉的干凝胶热分解过程

采用溶胶凝胶法制备了纳米Ba1-xSrxTiO3铁电陶瓷粉体,并用红外—热重联用的方法,结合SEM和XRD实验结果,分析了前驱粉体的热分解产物及其中的化学过程。XRD和SEM测试结果表明,干凝胶在空气中800℃下保温2h得到纯钙钛矿结构的BST纳米晶粉体,晶粒尺寸大约为30nm。     

钛酸锶钡的自燃烧法合成、表征及电性能研究

以硝酸钡、硝酸锶、钛酸丁酯和柠檬酸为原料,采用自燃烧法合成了晶粒尺寸～20nm Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)超细粉体。利用溶液中各种离子分布与溶液pH值的关系,研究了金属离子-柠檬酸水溶液体系中的络合pH条件,得到了自燃烧制备BST的最佳pH值范围。借助TG-DSC、IR、XRD和TEM研究了硝酸盐-柠檬酸盐干凝胶的自蔓延燃烧机理以及产物的物相结构和形貌特征。结果表明,自燃烧蔓延是在硝酸根离子和羧酸根离子之间进行的热诱导阴离子氧化还原反应,其中,硝酸根离子作氧化剂,羧酸根离子作还原剂。燃烧后得到了分散均匀,团聚少的BST纳米晶。将粉末压片在1100～1250℃烧结2h后,测试了烧结体样品的电容和介电损耗随频率变化的关系,并对变化的原因进行了详细分析。     

Preparation of barium strontium titanate using a modified polymeric precursor method

Barium strontium titanate with Ba/Sr ratio of 50/50 (BST5) was prepared using a modified polymeric precursor method. Unlike other methods, it proved to be cost effective since neither moisture sensitive nor costly starting materials were used for the preparation. The optimum preparation condition was established, and it was found that an annealing temperature of 600 °C with a dwell time of 20 h followed by a heat treatment at 800 °C with dwelling time of 4 h is enough to obtain well crystallized, phase pure fine powder of BST5. The oxide powder thus obtained was single phased, crystalline with cubic structure. The average lattice constant of the polycrystalline oxide was examined using XRD and it was determined to be 0.3950 nm (±0.0003 nm). The average crystallite size of the ceramic was found to be about 25–30 nm. The reaction pathway, temperature of decomposition of the precursor and the temperature of formation of the oxide was found using the data from the EGA-TGA-MS coupled instrument. TGA data showed about 75% of total weight loss over the entire heating process. The SEM studies showed that the grains were in micrometer size range, having high degree of agglomeration and irregular morphology. This process is interesting as it yields phase pure BST5 ceramic at a temperature of 800 °C devoid of secondary phases like (Ba,Sr)₂TiO₄.     

Gas sensing properties of Cu and Cr activated BST thick films

H₂S gas sensing properties of BST ((Ba_0.67Sr_0.33)TiO₃)) thick films are reported here for the first time. BST ceramic powder was prepared by mechanochemical process. Thick films of BST were prepared by screen-printing technique. The sensing performance of the films was tested for various gases. The films were surface customized by dipping them into aqueous solutions of CuCl₂ and CrO₃ for various intervals of time. These surface modified BST films showed improved sensitivity to H₂S gas (100 ppm) than pure BST film. Chromium oxide was observed to be a better activator than copper oxide in H₂S gas sensing. The effect of microstructure and amount of activators on H₂S gas sensing were discussed. The sensitivity, selectivity, stability, response and recovery time of the sensor were measured and presented.     

Morphologies and crystal structures of nano-sized Ba1−xSrxTiO3 primary particles prepared by flame spray pyrolysis

Nano-sized Ba_1−xSr_xTiO₃ (BST) powder was prepared by flame spray pyrolysis using “CA-assisted” spray solution. The effects of the mole ratios of Ba to Sr components on the mean sizes, morphologies, and crystal structures of the BST powder prepared by flame spray pyrolysis were investigated. The precursor powders obtained by flame spray pyrolysis had large size, fractured and hollow structures irrespective of the mole ratios of Ba to Sr components. The post-treated BST powders had slightly aggregated morphology of the primary particles with nanometer sizes. The slightly aggregated BST powders turned to nano-sized primary particles by a simple milling process. The milled BaTiO₃ particles post-treated at temperature of 1000 °C had spherical-like shape. On the other hand, the milled Ba_0.5Sr_0.5TiO₃ and SrTiO₃ particles had square shape. The mean sizes of the milled BaTiO₃, Ba_0.5Sr_0.5TiO₃ and SrTiO₃ particles were each 110, 32, and 48 nm. Phase pure BST powder was obtained at a post-treatment temperature of 1000 °C irrespective of the mole ratios of Ba to Sr components. The BaTiO₃ powder had tetragonal crystal structure. On the other hand, the BST except for the BaTiO₃ composition had cubic crystal structures at post-treatment temperature of 1000 °C. The mean crystallite sizes of the milled Ba_1−xSr_xTiO₃ primary particles were changed from 29 to 37 nm according to the mole ratios of Ba to Sr components.     

纳米网状结构钛酸锶钡的制备及其催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在不同pH值条件下制备了纳米钛酸锶钡(BST)粉体。在pH值为4和2.4条件下合成的BST粉体都是单相并结晶良好。透射电镜结果显示, BST纳米粉体颗粒尺寸大约为100 nm, 当pH值为4时BST纳米颗粒开始通过相互连接形成纳米网状结构。经光催化降解罗丹明B研究发现, 在pH值为4条件下制备的纳米BST粉体表现出更高的光催化活性。这可能是因为在pH值为4时纳米网状结构的BST形成提高了光生载流子的迁移率, 从而提高了纳米BST在有机物降解过程中光催化效率。     

四氯化钛水解法制备二氧化钛纳米晶的影响因素

研究了四氯化钛水解法制备的二氧化钛纳米晶工艺中水解８温度和硫酸根离子对粉体性能的影响室温下的水解产物为无定形结构,这种粉体有着很大的比表面积,其孔为介孔尺度;添加少量的硫酸根离子使粉体的孔径在２～５ｎｍ,最可几孔径为３．８ｎｍ,提高水解温度能得到金红石与锐钛矿相的混晶,同样的水解温度下,添加少量的硫酸根离子则为纯锐钛矿相,用到金红石与锐钛矿相的混晶,同样的水解温度下,添加少量的硫酸根离子则为纯锐钛