鈦酸鋇、二氧化鈦、以及氧化銦納米材料的溶液法合成與表征.pdf

1、隨著材料科學的發(fā)展，功能陶瓷在現(xiàn)代科學技術中的地位也隨之日益提高，已經在能源開發(fā)、空間技術、電子技術、傳感技術、紅外技術、環(huán)境科學等領域得到了廣泛的應用。功能陶瓷按其特性來分，可分為介電陶瓷、壓電陶瓷、絕緣陶瓷、磁性陶瓷和傳感器陶瓷等。在本論文中，主要討論了三種典型的功能陶瓷材料：鈦酸鋇、二氧化鈦以及氧化銦的制備及其表征。 (1)鈣鈦礦結構的BaTiO<,3>是一種典型的電子陶瓷材料，它廣泛應用于多層陶瓷電容器(MLCCS)、

2、通迅濾波器、正溫度系數(shù)電熱調節(jié)器和傳感器。正是由于它獨特的性質，關于BaTiO<,3>的制備有大量的文獻報道。傳統(tǒng)的方法都是利用高溫下煅燒固體前驅體粉末而制備，現(xiàn)在，低溫濕化學路線也已經被廣泛應用于BaTiO<,3>制備。在本論文的第二部分，在不同反應溫度和不同反應時間條件下利用水熱方法合成了BaTiO<,3>納米顆粒。所得到的BaTiO<,3>隨著反應條件的變化表現(xiàn)出了從立方相到四方相的連續(xù)相轉變。XRD、HRTEM、Raman、TG

3、A等研究手段都證實隨著反應溫度的升高和反應時間的延長所得到的BaTiO<,3>四方相特征越來越明顯。同時我們從BaTiO<,3>水溶液的熱穩(wěn)定性方面對具有很多缺陷的立方相BaTiO<,3>納米顆粒進行了研究，研究發(fā)現(xiàn)相對于四方相而言，立方相BaTiO<,3>具有更強的Ba<’2+>離子析出行為。本章中我們主要討論了水熱條件如反應溫度和反應時間，對BaTiO<,3>晶胞參數(shù)的影響：同時，還研究了所合成BaTiO<,3>晶胞參數(shù)的變化對水懸

4、浮液中Ba2’離子析出行為的影響。我們認為在水熱合成過程中BaTiO<,3>從立方相到四方相的結構轉變的機理應該歸因于動力學控制過程和熱力學控制過程的競爭。 (2)以TiCl<,4>為原料，以室溫離子液體(RTILs)和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為添加劑，在一定的溫度下通過溫和的水熱反應就可以得到直徑20-30nm的TiO<,2>納米棒，通過改變反應條件包括RTILs和CTAB的量可以得到由納米棒組成的球形或掃帚形聚集體

5、。在本章中還利用XRD、IR和TEM對產物的相結構和形貌進行了表征。 (3)在本章中，我們描述了一個制備三維氧化銦納米結構的簡單過程。首先，利用一個簡單的沉淀過程得到了多級結構的In(OH)<,3>。在該過程中，以InCl<,3>為主要原料，不添加任何表面活性劑，在低溫下反應物在水、無水乙醇以及甲酰胺的混合溶液中水解沉淀得到了re(OH)<,3>三維結構的前驅體。第二，所得到的前驅體在450℃下煅燒，得到了純的In<,2>O<