冷凍澆注法制備BaTiO3多孔陶瓷.pdf

1、鈦酸鋇(BaTiO3)陶瓷具有優(yōu)良的介電和壓電性能，廣泛應(yīng)用于電子器件的制備。BaTiO3基陶瓷可用于制備壓電陶瓷、濕敏傳感器和氣敏傳感器等多種電子元器件。作為傳感器材料，靈敏度是一個(gè)重要參數(shù)，在傳感器材料中引入定向排列的孔道后，可以提高壓電陶瓷的靜水壓優(yōu)值，使其更適于水下超聲波檢測(cè)的應(yīng)用;同時(shí)可以提高濕敏傳感器和氣敏傳感器中基體與被檢測(cè)介質(zhì)的接觸面積，提高檢測(cè)的靈敏度。
　　本文采用冷凍澆注法制備了添加不同懸浮劑的BaTiO3多

2、孔陶瓷。通過(guò)Zeta電位儀、粘度計(jì)、掃描電子顯微鏡(SEM)、介電測(cè)試儀等測(cè)試手段表征了漿料的流體性能和陶瓷樣品微觀形貌、介電性能。研究了不同懸浮劑及懸浮劑含量對(duì)漿料流體性能的影響，探討不同懸浮穩(wěn)定機(jī)制。研究了制備工藝對(duì)BaTiO3多孔陶瓷性能的影響。旨在制備出具有定向孔結(jié)構(gòu)的BaTiO3多孔陶瓷，探討孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)多孔陶瓷介電性能的影響。
　　首先以高嶺土作為懸浮劑添加到BaTiO3漿料中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著高嶺土含量的增加，BaT

3、iO3漿料的Zeta電位逐漸降低，當(dāng)高嶺土含量大于8wt.％時(shí)，漿料的Zeta電位絕對(duì)值大于30mV，滿足懸浮穩(wěn)定要求;漿料粘度逐漸增大，當(dāng)添加量大于8.0wt.％時(shí)，漿料的粘度大于140mPa;漿料的上清液體積逐漸降低，當(dāng)高嶺土含量大于8.0wt.％時(shí)，漿料的上清液體積小于20％。因此，在BaTiO3漿料中加入8wt.％的高嶺土可以得到穩(wěn)定懸浮漿料。同時(shí)，高嶺土含量對(duì)燒結(jié)制品的性能也有影響。高嶺土含量增加，BaTiO3多孔陶瓷的孔隙率

4、先升高后降低，而介電常數(shù)先降低后升高。高嶺土含量為8.0wt.％時(shí)，孔隙率有極大值74％，顯微結(jié)構(gòu)分析表明樣品具有分布均勻的孔隙結(jié)構(gòu)，且孔道呈定向排列。
　　引入阿拉伯樹(shù)膠以提高漿料懸浮穩(wěn)定性。隨著阿拉伯樹(shù)膠含量的增加，漿料的懸浮性能先增強(qiáng)后降低，在阿拉伯樹(shù)膠含量為0.6wt.％時(shí)漿料的懸浮性能最好。在阿拉伯樹(shù)膠含量0.6wt.％的基礎(chǔ)上添加高嶺土，漿料的上清液體積降到10％以下，此時(shí)在漿料內(nèi)部存在靜電位阻穩(wěn)定機(jī)制。
　　以

5、穩(wěn)定懸浮漿料為基礎(chǔ)，研究燒結(jié)溫度、固含量、懸浮劑種類和孔結(jié)構(gòu)等對(duì)燒結(jié)制品性能的影響。隨著燒結(jié)溫度的升高，BaTiO3多孔陶瓷的收縮率逐漸升高，孔隙率降低，介電常數(shù)逐漸升高。隨著固含量的增加，BaTiO3多孔陶瓷的收縮率降低，孔隙率降低，介電常數(shù)升高。固含量直接影響冷凍過(guò)程中冰晶的生成量，因此固含量升高，相應(yīng)的冰晶的生成量就下降，孔隙率也隨著下降。只添加高嶺土的BaTiO3多孔陶瓷具有柱狀孔道分布形貌，同時(shí)樣品的介電常數(shù)隨溫度的變化過(guò)程中