论文题目: 功能陶瓷超微细粉体的制备及应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料物理与化学
作者: 袁颖
导师: 张树人
关键词: 功能陶瓷,超微细粉体,钛酸钡,铝酸镁,钛酸铋钠,无铅压电陶瓷
文献来源: 电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本论文以功能陶瓷超微细粉体的制备及应用为研究目的,选取了当今功能陶瓷领域具有代表性的三种材料为主要研究内容。这三种材料分别为介质陶瓷与半导体陶瓷基础材料BaTiO3、高温光学功能陶瓷材料MgAl2O4及Bi0.5Na0.5TiO3基无铅压电陶瓷材料。 针对目前国内工业化生产BaTiO3粉体的草酸盐共沉淀法技术缺陷,系统地研究了反应物Ba/Ti摩尔比、合成温度、合成介质环境、合成的PH值、合成方法等工艺条件对产物BaTiO3粉体纯度、Ba/Ti摩尔比及介电性能的影响,并从中优选出最佳合成条件。按照最佳合成条件合成的BaTiO3粉体有害杂质少,纯度高达99.8wt%以上;一次粒子形貌近似球形,平均粒径约0.1～0.2μm;产物Ba/Ti摩尔比可在0.998～1.002之间加以控制。应用本研究改进的草酸盐共沉淀法制备的纯BaTiO3陶瓷样品,其室温介电常数不低于4000,介质损耗小于1.0%。利用介电温谱、XRD、SEM、TEM分析手段研究了微米掺杂、液相掺杂与纳米粉体掺杂对BaTiO3-Nb2O5-Co3O4体系X7R介质材料介电性能、烧结行为、微观结构与晶体结构的影响,并采用纳米粉体掺杂技术制备了室温介电常数大于5000,介质损耗低于1.5%的高性能X7R介质材料。 在MgAl2O4粉体合成与透明MgAl2O4尖晶石陶瓷材料研究方面,本论文采用多糖外凝胶法与改进的单醇盐溶胶-凝胶法在较低煅烧温度条件下获得了具有单一尖晶石相、超微细的MgAl2O4粉体。采用IR、DTA/TG、XRD、TEM分析手段,研究了前驱体凝胶结构、粉体合成过程中的化学过程、粉体的晶体结构及显微形貌等。利用单醇盐溶胶-凝胶法合成的MgAl2O4粉体,制备了具有一定透过率的MgAl2O4透明陶瓷,其在紫外波段的最高透过率为64%左右。采用紫外光谱仪、电光分析天平分别测定了所制备透明陶瓷的透过率、体积密度及吸水率。 针对ABO3型A位复合钙钛矿结构铁电体Bi0.5Na0.5TiO3（简写为BNT）,采用传统氧化物固相法与Pechini法合成了BNT粉体,用其制备了无铅压电陶瓷材料;通过BNT陶瓷的介电、压电、铁电性能测试与微观结构分析,研究了Bi3+过量与BNT陶瓷微观结构及性能的关系;通过对BNT的A、B位离子复合取代,采用传统陶瓷工艺制备了二种新型BNT基无铅压电陶瓷;用XRD、SEM分析手段研究了这两种陶瓷的晶体结构、微观结构与组成的关系;测定了陶瓷的介电、压电、铁电性能参数,系统地研究了这些体系的组成与性能的关系,确定了体系最优的组成范围;通过测试介电常数、介电损耗与温度的关系曲线及不同温度条件下的电滞回线,分析讨论了这二种BNT基无铅压电陶
论文目录:
第一章 概述
1.1 引言
1.2 功能陶瓷的功能、分类及发展
1.3 功能陶瓷超微细粉体制备技术
1.3.1 沉淀法
1.3.2 水热法(高温水解法)
1.3.3 溶胶-凝胶法(Sol-Gel法)
1.3.4 高分子聚合法
1.3.5 高分子网络凝胶法
1.4 选题依据及主要研究内容
1.4.1 选题依据
1.4.2 主要研究内容
1.5 本章小结
第二章 钛酸钡优质粉体的制备及应用研究
2.1 钛酸钡粉体制备研究进展
2.1.1 钛酸钡粉体制备方法研究进展
2.1.2 钛酸钡粉体制备技术发展趋势
2.2 草酸盐共沉淀法的改进研究
2.2.1 实验过程
2.2.2 合成工艺条件对BaTiO_3粉体性能的影响
2.2.3 改进草酸盐共沉淀法合成的BaTiO_3粉体的性能
2.3 高性能BaTiO_3基X7R电容器陶瓷材料的研究
2.3.1 BaTiO_3基X7R电容器研究现状
2.3.2 实验过程
2.3.3 掺杂方式对陶瓷介电性能的影响
2.3.4 掺杂方式对陶瓷微观结构的影响
2.3.5 掺杂方式对陶瓷晶体结构的影响
2.4 本章小结
第三章 MgAl_2O_4尖晶石粉体及透明陶瓷的制备
3.1 引言
3.1.1 红外光学材料概述
3.1.2 MgAl_2O_4尖晶石晶体结构
3.1.3 MgAl_2O_4尖晶石透明陶瓷的研究现状
3.1.4 MgAl_2O_4超微细粉体制备方法研究进展
3.2 多糖外凝胶法制备MgAl_2O_4尖晶石粉体
3.2.1 实验过程
3.2.2 MgAl_2O_4前驱粉的IR分析
3.2.3 MgAl_2O_4前驱粉的DTA/TG分析
3.2.4 MgAl_2O_4粉体的XRD分析
3.2.5 MgAl_2O_4粉体的TEM分析
3.3 单醇盐Sol-Gel法制备MgAl_2O_4尖晶石粉体
3.3.1 实验过程
3.3.2 MgAl_2O_4前驱粉的IR分析
3.3.3 MgAl_2O_4前驱粉的DTA/TG分析
3.3.4 MgAl_2O_4粉体的XRD分析
3.3.5 MgAl_2O_4粉体的TEM分析
3.4 MgAl_2O_4尖晶石透明陶瓷的烧制
3.4.1 实验过程
3.4.2 MgAl_2O_4透明陶瓷的透过率测试
3.4.3 MgAl_2O_4透明陶瓷的体积密度与吸水率测试
3.5 本章小结
第四章 几种新型Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3基无铅压电陶瓷的制备及性能研究
4.1 引言
4.1.1 压电材料概述
4.1.2 铅基压电陶瓷的研究现状
4.1.3 无铅压电陶瓷的研究进展
4.1.4 压电材料的应用
4.2 Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3(BNT)陶瓷的制备及性能研究
4.2.1 实验过程
4.2.2 Bi过量对BNT陶瓷性能的影响
4.2.3 Bi过量对BNT陶瓷微观结构的影响
4.2.4 Pechini法合成的BNT粉体的表征
4.2.5 BNT陶瓷的体积密度测试与介电、压电性能
4.2.6 氧化物固相法与Pechini法的比较
4.3 (1-x-y)Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-xBi_(0.5)K_(0.5)TiO_3-yNaNbO_3(BNKN)无铅压电陶瓷的制备与性能研究
4.3.1 BNT基无铅压电陶瓷研究方案的确定
4.3.2 BNKN无铅压电陶瓷体系的确定
4.3.3 实验过程
4.3.4 BNKN无铅压电陶瓷的XRD分析
4.3.5 BNKN无铅压电陶瓷的微观结构分析
4.3.6 BNKN无铅压电陶瓷的压电性能
4.3.7 BNKN无铅压电陶瓷的介电性能
4.3.8 BNKN无铅压电陶瓷的铁电性能
4.4 [(Bi_(1-u)La_u)(Na_(1-x-y)K_xLi_y)]_(0.5)TiO_3(BLNKLT)无铅压电陶瓷的制备与性能研究
4.4.1 BLNKLT无铅压电陶瓷的XRD分析
4.4.2 BLNKLT无铅压电陶瓷的微观结构分析
4.4.3 BLNKLT无铅压电陶瓷的压电与介电性能
4.4.4 BLNKLT无铅压电陶瓷的铁电性能
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 本论文研究成果
5.2 本论文主要创新点
5.3 进一步开展研究的建议
致谢
参考文献
作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
发布时间: 2005-09-23
相关论文
- [1].掺杂改性对铌酸盐无铅压电陶瓷材料性能的影响[D]. 亓鹏.山东大学2008
- [2].温度稳定型MLCC瓷料的研制及其改性机理研究[D]. 唐斌.电子科技大学2008
- [3].水热与微波辅助法合成形貌可控的纳米功能陶瓷粉体[D]. 刘晶冰.北京工业大学2005
- [4].非铅铁电压电单晶材料的制备与性能研究[D]. 仪修杰.山东大学2005
- [5].钛酸钡基抗还原介质的组成改性及基础工艺研究[D]. 王升.电子科技大学2005
- [6].NBT-KBT无铅压电织构陶瓷制备及其电性能研究[D]. 张昌松.西北工业大学2006
- [7].溶胶—凝胶法制备低温共烧低介高频纳米陶瓷粉体及其应用技术研究[D]. 王焕平.浙江大学2007
- [8].电磁压制设备研制及其在功能陶瓷制备中的应用研究[D]. 吴彦春.武汉理工大学2007