柱状铌酸钡钠晶种的制备及其在织构化陶瓷中的应用

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1、上海大学硕士学位论文(2004)摘要功能陶瓷在航空、航天、核能、石化、冶金等领域都有着广泛的应用前景，但是由于陶瓷中晶粒排布的无序性，使沿各晶轴方向上的优异性能相互抵消，因而性能难以提高。近年来一些研究表明采用模板晶粒生长技术能够制各出具有织构化显微结构的陶瓷，其性能大大提高。然而这种技术需要制备一些大的具有各向异性形貌模板晶粒。本课题选择工业上广泛应用的钨青铜矿型铌酸盐为对象，探讨了Sr2NaNb5015、Sr2KNbs015、Ba2NaNb50l5以及Ba2KNb50l5在熔盐中形成的可行性。结果表明，采用熔盐置换反应物中阳离子的方法难以合成单相Sr2NaNb

2、5015、Sr2KNb5015以及Ba2KNb5015粉体，但能够合成单相Ba2NaNb5015粉体。对其在熔盐中形成过程的研究结果表明，以BaC03与Nb205为原料，在熔盐中能够合成单相且成分均匀的Ba2NaNb5015粉体；而以BaC03，Na2C03与Nb205为原料时除了形成Ba2NaNb50l5，还有少量NaNb03存在。对比传统固相合成法，熔盐法合成Ba2NaNb5015的合成温度低且形成过程简单。对熔盐法制备得到的铌酸钡钠晶粒形貌的影响因素进行了研究。发现随着煅烧温度的升高，时间的延长，以及熔盐含量的增加，晶粒逐渐长大并发育成～定长径比的柱状晶粒，

3、然而盐量的过量增加会产生过量的液相从而导致分布不均匀。此外，原始粉料对晶粒的形貌及尺寸也有影响，当以BaC03和Nb205为原始粉料时合成的Ba2NaNb5015晶粒尺寸较大，且分布较均匀。晶粒生长动力学过程的研究结果表明，铌酸钡钠晶粒的生长是按照Ostwald液相生长机制进行的。采用模板晶粒生长技术成功制备了具有明显织构化显微特征的铌酸钡钠陶瓷，并且随着烧结温度的升高，铌酸钡钠陶瓷的致密度提高，取向率也增加。采用合适的温度，可制各得到取向率达到80％的定向陶瓷。关键词：钨青铜矿，熔盐，晶体生长动力学，模板晶粒生长技术，织构化上海大学壤士学位论文(2004)怂s弧

4、etAbstractFunctionalceramicsshowsgreatpotentialforapplicationsinaerospace，nuclearenergy,petroleumchemistryandmetallurgyindustries，etc．Yet，randomlyoriemedgrainsinceramicsmakeexcellentpropertiescounteractiveindifferentcrysfallographicdirections，resultinginpoorproperties．Recently，someres

5、earchesindicatethattexturedceramicssynthesizedbytemplatedgraingrowth(TGG)haveverygoodproperties。However,largeandanisotmpictemplatesareneededinTGG．Inthiswork，tungstenbronzeniobateswhicharewidelyappliedinindustriesalechosenandtheformationfeasibilitiesofSr2NaNbsOl5，Sr2KNbsOIs，Ba2NaNb50ls

6、andBa2KNbsOl5inmoltensaltareanalyzed．TheresuItsshowsingle-phasesSr2NaNbs015，Sr2KNbsOl5andBa2KNbsOlscall’tbesynthesizedbythereplacementreactionbetweenreactantsandmoltensaltwhereassingle-phaseBa2NaNbsOispowderscanbesynthesized．TheformationbehaviorsofBa2NaNbsOlsinmoltensalt懿studied．Itisf

7、oundthatsingle-phaseBa2NaNbsOl5withauniformcompositionCanbeformedusingBaC03andNb205asthestartingmaterialswhileBa2NaNbs015andasmallamountofNaNbOsareformedusingBaC03，Na2COsandNb20sasthestartingmaterials．Comparedwithconventionalmixed-oxides(CMO)，moltensaltsynthesis(MSS)has／owerformationt

8、emper