熔盐法合成BaTiO,3以及片状SrTiO,3的研究与机制

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1、中文摘要和常用的压电材料PzT陶瓷相比较，弛豫型铁电单晶xPb(Mglr3Nbm)03．(1．x)PbTi03(PMN-PT)的压电常量d33、机电耦合系数k33从700pCm和70％左右分别提高到了2000pC／N和92％以上，因此在医用超声成像、声纳等电声转换等高技术方面有非常诱人的前景。织构多晶陶瓷具有可与单晶媲美的性能，而且解决了单晶生长技术困难、成本高的问题。模板晶粒生长过程(TemplatedGrainGrowth)可以使多晶材料形成择优取向的排列(即织构化)。模板晶粒生长过程的一个重要的物理成分就是模板粒子。模板颗粒必须具有和PMN—P

2、T类似的晶体结构和晶胞参数；模板颗粒必须具备足够大的径高比。本论文用熔盐法合成BaTi03，通过XRD物相分析和SEM形貌分析，可以得到如下结论：用熔盐法合成的BaTiOa粉体基本无团聚，显微结构为球形颗粒．合成温度对产物纯度有很大影响；在一定温度下保温时间对产物纯度影响不大：随着反应温度的升高和反应时间的延长，粉体颗粒的尺寸有所增大，但增加不大；盐的含量对粉体形态有一定影响，在盐与反应物的质量比为1左右比较合适。熔盐法合成BaTi(33粉体的生长过程是由扩散机制控制的。本文重点研究片状的SrTiOa的制备方法。SrTi03的制备分为两步：首先在助熔

3、剂KCl中通过熔盐法合成Sr3Ti207粉体，在1300℃温度下得到长宽大约为10--30pm片状颗粒。第二步以前驱体Sr3Ti207和n02为起始反应物，在800-1200℃可以合成出很纯的SrTi03粉体，在1200℃下保温4小时可得到10～30jJan的片状粒子，基本能符合织构PMN-PT多晶陶瓷的模板颗粒的条件。测得1200℃下保温4小时后得到的SrTi03片状晶粒的晶胞参数为3．90A，和文献报道值一致。Srlri03片状晶粒的生长机制可以认为是SrTi03晶粒的生长基元——_Ti—06八面体在Sr3Ti207晶粒界面上的叠合。关键词：织构

4、，模板晶粒生长过程，熔盐法，片状SrTi03，BaTi03ABSⅡ己ACTRecentstudieshaveshownthatrhombohedralxPb(MgtrsNb∞)03-(1·x)PbTi03(PMN·PT)singlecrystalsnearthemorphotropicphaseboundary(MPB)exhibitextraordinarilylargeelecromechanicalcouplingcoefficients(>90％)andpiezoelectriccoefficients(d33>2000pC／N)couple

5、dwithultrahi}ghstrains(一1．7％1．Singlecrystalsofsuperiorpropertieshavetremendouspotentialformedicalultrasonicmaging，sonar,high-performanceactuators．Texturedpolyerystallinepiezoelectricmaterialsareexpectedtoprovideimprovedpropertiescomparedtountexturedceramics，andlowprocessingcost

6、comparedtosinglecrystals．TheTemplmedGrainG-rowth(TGG)processw勰usedtotexturePMN．PT．TheTGGprocessrequiresthetemplatetohaveastrongepitaxialrelationshiptothecrystalstructureofthematrixcomposition．Thetemplatemustalsoshowthepropersizeandaspectratio，otherwise。thetemplateparticlesmustb

7、establewiththematrixatthedesiredgrowthtemperatureandenvironment．Thjsworkemphasizedthesynthesesofperovskitetemplates(includingSm03andBa'fi03)．B娟03werepreparedbyMoltenSaltSynthesis(MSS)．ScanningElectronMicroscopy(SEM)andX-rayDiffractionpatterns卿)revealedthatthereWasnOaggregation诵

8、lhBam03powdersandsphericalparticlesofBaTi09wasobtained