NBT陶瓷粉體的水熱合成及其形貌影響因素的研究.pdf

1、鈦酸鉍鈉Na0.5Bi0.5TiO3(NBT)具有優(yōu)良的鐵電壓電性能，被認為是最有希望取代鉛基壓電陶瓷的無鉛體系之一。但NBT陶瓷具有較高的矯頑場，使得材料難以充分極化。國內(nèi)外學者主要通過A、B位復合改性摻雜和改進制備工藝兩方面來提高NBT陶瓷的性能。其中，水熱法由于反應條件相對溫和，產(chǎn)物顆粒形貌規(guī)整且容易控制，粉體顆粒的分散性好，不易團聚等優(yōu)點，目前被廣泛應用于功能材料的制備。因此本論文選用水熱法來合成NBT粉體。
　　 本文

2、分別以Ti(OC4H9)4和TiCl4為鈦源，通過水熱法合成了純凈的NBT陶瓷粉體。通過改變實驗條件成功制備出形貌不同的NBT粉體，系統(tǒng)的研究了溶劑的類型、礦化劑NaOH濃度、水熱反應溫度、水熱反應時間、反應物鈦鉍比、反應物起始濃度、沉淀劑類型等實驗條件對NBT微觀形貌的影響，并對NBT的水熱合成機理也進行了探討。主要研究結(jié)果如下：
　　 1)以Ti(OC4H9)4為鈦源水熱合成NBT粉體，一定范圍內(nèi)提高礦化劑NaOH濃度(〈1

3、2mol/L)、水熱反應溫度及水熱反應時間可以提高NBT物相結(jié)晶能力。
　　 2)以TiC14為鈦源通過水熱法合成了純凈的NBT粉體，并且通過改變實驗條件得到了不同形貌的NBT粉體。研究表明，在固定其它條件不變的情況下，單獨增加NaOH濃度、提高反應溫度、提高Ti/Bi比、或者提高反應物起始濃度，均可使所得NBT產(chǎn)物的形貌從球形顆粒向球或塊/納米晶須復合共存形貌過渡。
　　 3)原位結(jié)晶機理和溶解-結(jié)晶機理，被認為在NB

4、T的水熱合成過程中對產(chǎn)物微觀形貌的形成起主要作用。兩種結(jié)晶機理是通過影響反應中反應物的過飽和度來影響NBT產(chǎn)物的微觀形貌。在水熱合成過程中，當反應的過飽和度低于臨界過飽和度時，原位結(jié)晶機理起主導作用，所得產(chǎn)物主要是球形顆粒。當反應的過飽和度超過臨界過飽和度時，溶解-結(jié)晶機理起主要作用，產(chǎn)物中出現(xiàn)塊狀顆粒和納米晶須。
　　 4)另外，還有其它的因素對產(chǎn)物的微觀形貌有直接的影響，例如水熱反應時間、沉淀劑的類型及溶劑的類型。水熱反應時