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摘要：钛酸钡基材料由于其优异的压电、铁电性能而引起广泛的关注和探讨,无论是陶瓷块体还是薄膜材料,在电子工业中都占有极其重要的地位。而本论文的探讨内容包括两部分：第一部分是通过分别添加Li20和B203作玻璃相烧结助剂,对BaZr0.25Ti0.75O3(BZT)陶瓷进行低温烧结,通过XRD观察发现,当Li2O和B203添加量分别在1wt%和0.5wt%时,所制得样品均为钙钛矿结构；但是在添加低熔点氧化物后,会使陶瓷晶格常数发生变化。介电性能测量表明添加助烧剂会使介电性能恶化,但是在满足性能要求的前提下可以把烧结温度以通常的1450℃降低200-300℃。通过对B203添加量和烧结温度的系统探讨发现在添加量为0.5wt%时烧结温度1200℃时所制得BZT陶瓷和通常高温烧结样品介电性能接近,说明采取优化的工艺可以达到较为理想效果。此外,通过两段法烧结实验发现该策略可以把烧结温度至少降低200℃。采取两段法在1250℃保温后,样品介电常数为8035,超过了1450℃常规烧结样品的7616。不仅没有恶化陶瓷介电性能,反而避开了因为高温过烧而带来的晶粒不正常长大等对介电性能不利的影响。第二部分是采取阳极氧化制备二氧化钛纳米管,可以制得管径在50nm,管长约2μm的阵列结构,该结构排列齐整,且为无定形态。以此纳米管为模板,利用水热法在200℃下将该纳米管进行水热处理后2小时后,可以得到内径大约在30-40nm,结晶良好的钛酸钡纳米阵列。通过扫描电镜(SEM)图像发现,在纳米阵列表层覆盖着一层BaTiO3变形体,可能的理由是反应时间过长或是温度过高使纳米阵列进一步反应畸变,破坏了管状结构。TEM结合选区电子衍射(SAED)图样可以发现在该制备条件下得到的钛酸钡纳米结构为单晶钙钛矿且发现有铁电畴结构。电滞回线的测量结果进一步验证了该发现,而且在外加电场为25V时,矫顽场E。和剩余极化强度Pr分别达到50kV/cm和8.93μC/cm2。对XPS图谱进行拟合浅析可知在样品表面有吸附水的有着,且Ti2p3/2和Ti2p1/2结合能向低能方向移动,且计算可知有部分Ti4+向Ti3+转变。关键词：锆钛酸钡陶瓷论文低熔点氧化物论文两步法烧结论文BaTiO_3纳米阵列论文水热法介电性能论文
摘要4-5
Abstract5-9
1 绪论9-21
1.1 钛酸钡基陶瓷探讨近况及进展走势9-17
1.1.1 钛酸钡材料介绍9-12
1.1.2 低温烧结钛酸钡基陶瓷探讨慨况12-17
1.2 钛酸钡纳米阵列的探讨近况及走势17-19
1.2.1 钛酸钡纳米薄膜的制备策略18
1.2.2 水热法制备钛酸钡材料的探讨概况18-19
1.3 课题探讨背景及作用19
1.4 课题主要探讨内容19-20
1.5 课题革新点20-21
2 锆钛酸钡陶瓷的低温烧结及表征21-38
2.1 制备策略及实验仪器21-22
2.2 Li_2O掺杂钛酸钡陶瓷的制备及表征22-28
2.2.1 样品的制备22-23
2.2.2 样品的物相浅析和表面形貌表征23-25
2.2.3 样品的室温介电性能浅析25-27
2.2.4 小结27-28
2.3 B_2O_3掺杂锆钛酸钡陶瓷的制备及表征28-35
2.3.1 样品的制备28
2.3.2 样品的物相浅析和表面形貌表征28-30
2.3.3 样品的室温介电性能浅析30-31
2.3.4 B_2O_3添加量对烧结性能的影响31-35
2.3.5 小结35
2.4 两步法低温烧结锆钛酸钡陶瓷的简单探讨35-38
3 钛酸钡纳米管阵列的水热合成及表征38-46
3.1 样品的制备38-39
3.2 钛酸钡纳米管阵列的结构表征39-44
3.2.1 样品的微观形貌表征39-41
3.2.2 样品的XRD表征41-42
3.2.3 样品的XPS表征42-44
3.3 样品的性能测试44-45
3.4 小结45-46
4 结论46-47
在读期间发表论文情况47-48
致谢48-49