钐掺杂钛酸锶材料的制备与表征

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1、Sm掺杂钛酸锶材料的制各与表征摘要AB03型钙钛矿复合氧化物是一类重要的无机化合物，可以用作多种功能材料。钛酸锶(SrTi03)陶瓷作为一种典型的钙钛矿型结构物质，是一种用途广泛的电子功能陶瓷材料。它具有介电损耗低、热稳定性好等特点，可以制造高中压陶瓷电容器和边界层陶瓷电容器、低压压敏电阻器等，广泛应用于电子、机械等行业；同时，SrTi03陶瓷具有禁带宽度高(312eV)、光催化活性优良等特点，在光催化分解水制氢、光催化降解有机污染物和光化学电池等光催化领域也得到了广泛的应用。目前，A位或B位掺杂的AB03型钙钛矿结构稀土氧化物是研究热点之一。其中，以碱

2、土金属或稀土金属掺杂SrTi03而获得的离子．电子混合导体，在中温下具有较高的电导率和催化活性，并具有较好的化学稳定性和热稳定性。有可能作为燃料电池的阳极催化材料等。掺杂SrTi03粉体的制备通常采用固相反应法，固相反应法虽然简单易行，但制备的粉体粒度较粗，活性差，需烧结温度高。在本论文中，采用新颖的湿化学方法一凝胶浇注法(Gel．casting)制备出了Srl．15，Sm，Ti03粉体，考察了Sm掺杂量、煅烧温度等对粉体的相组成、形貌、粒度及烧结活性的影响：并对由粉体制备获得的烧结体的性能等进行了表征。结果表明：采用凝胶浇注法制各的粉体颗粒细小均匀、烧

3、结体性能较好；煅烧温度和Sm掺入量对粉体的成相有明显的影响。煅烧温度为1200℃。Sm掺入量为4t001％时，粉体形成单一的钙钛矿结构，所得粉体粒径为1．77tim。1400℃烧结得到的Srl．15，S地Ti03烧结样品具有较好的孔隙率和力学性能；另外，Sm的掺杂明显提高了掺杂srTi03材料的电导率，烧结体在氢气中的电导率高于在空气中的电导率，1400℃烧结体Sro948mo04T103，800℃时在氢气和空气中的电导率分别为28．2S-em-1，0．0041S-cm～；掺入少量的Sm，适当控制烧结温度可以改善烧结体的硬度，1400℃烧结Sro．94S

4、mo04Ti03试样的洛氏硬度和抗弯强度最高分别为91．5HRA，825．32MPa。关键词：钐掺杂钛酸锶；凝胶浇注法；相组成；烧结性能；电导率；阳极催化材料PreparationandCharacterizationofSamariumDopedStrontiumTitanateAbstractPerovskiteoxideisallimportantkindofinorganiccompoundsasfunetionalmaterials．SrTi03，asatypicalperovskiteoxide，iswidelyusedinelec仃omca

5、ndmechanicalapplicationsforitslowdielectriclossandthermalstability．AnditcallbemadeintohighandmiddlevoltageC铷IiCcapacitors，boundarylayerceramiccapacitorsandlowvoltagedependentresistors．SrTi03Canalsobeusedinproducinghydrogen,degradingpollutedorganicandphotochemicalcellsBecauseofits

6、highbandgap(312eV)andphoto-catalysisactivity．Atpresent,AB03oxidesdopedwithrareelementinA01'Bsitesbecomeoneofhotspots．SmdopedSrTi03，amixedconductor,showshJighconductivity,hi曲catalysisactivity,goodchemicalandgoodthermalstability,Thisnlakesitpotentiallybeused嬲anodematerialsforsolido

7、xidefuelcells．n忙powd盯isusuallymadebysolid-statereaction．ThepowdersisCO锄'Sesize，pooractivity,andahighsinteringtemperaturemanufacturedbythesolid-statereaction．Inthisdissertation,Srl．i岱mxTi03wasmadebyanovelwetchemicalwayofgel-casting．neeffectofSmcontentandsintedngtemperatureonphase，

8、powdersmorphology,particlesizeandsinteri