Sm2O3 广泛的应用在电学、光学和磁学等领域,我们平时用的声光控开关里面 就添加了氧化钐这种物质;它在数据记忆方面也起到了一定的作用。在电磁学上用于 制作红外线滤光器中加入氧化钐提高了它在电磁学方面的性能。氧化钐还被用作分离 催化剂等;氧化钐最突出的应用,就是在陶瓷电容器的作用,加入氧化钐之后,铁电 陶瓷的居里温度发生明显的偏移。此外,Sm2O3 还具有核性质,在核原子能反应堆(n ucler reactor)的屏蔽、控制材料是不可或缺的,使核裂变产生巨大的能量得以安全利 用[15]。
1。5钛酸锶钡陶瓷的制备方法
液相法、固相法和气相法是比较常用的钛酸锶钡铁电陶瓷材料的的三种制备方法
[16]。我们本次毕业设计采用的是比较传统的固相法。液相法在现在的生产生活以及实
验室中使用较多,也是最为有效的制备超细微粒钛酸锶钡功能陶瓷的方法[17]。气相法 的制备技术尚不完善。
1。5。1 固相法
固相法是制备钛酸锶钡陶瓷一种最原始的方法,我们本次毕业设计也就是采用改 进过的这种方法,其具体内容是将 BaCO3、SrCO3 和定量的的 TiO2 研磨后,再在高 温下下锻烧,得到的 Ba1-xSrxTiO3 再粉碎成型烧结得到成品陶瓷。具体流程如下:
配料→混合→预烧→粉碎→成型→排胶→烧结→被电极→测试
优点:工艺简单成熟,设备可靠,原料价格便宜。
缺点:合成 BaTiO3、Ba1-xSrxTiO3 粉末的粒径和纯度与实验环境和过程有很大关 系,合成的粒径普遍较大。
1。5。2 液相法
液相法是通过制备出一种均相且各元素呈离子或分子态的溶液,再使其相关组分 的溶液充分混合,再运用一种合适的沉淀剂或其他方法,使溶剂与溶质分离得到前躯 体,再分解合成就得到所需材料的粉体。液相法包括:水热合成法、沉淀法、溶胶一 凝胶法等制备方法。论文网
与传统固相法相比,更容易控制粒子大小,获得更加均匀、高纯、超细粉体。
1。5。2。1 水热合成法
水热合成法是指在控制一定温度和压力的情况下将原料转变为其相对应的粒子, 然后再在水溶液中发生反应生成钛酸钡或钛酸锶钡沉淀的一种合成方法[16]。水热合成 BST 粉休的反应机理主要是溶解—沉淀机理[17],水热法可获得的钛酸钡纳米晶粒径 为 60nm,而固相法获得的粒径有 4um 大小,鉴于晶粒尺寸对介电性能有很大影响, 可见这种方法的优越性非常高。其优缺点如下:
优点:粉体具有粒度小,分布均匀,具有良好的介电性能,纯度高,烧结活性高。 缺点:需要较高的温度和较高压力,设备投资大,仍然需要进一度改善才能投入
生产应用。
1。5。2。2 沉淀法
沉淀法是指在合适的反应条件下,将原料溶于金属盐液体之中,然后再加入合适 的沉淀剂,从而分离出两者反应的前躯体,再通过过滤、干燥、热处理等操作得到钛 酸锶钡粉体。包括直接沉淀法[18]、共沉淀法[19]。常用制备超细 BST 粉体沉淀剂有氨 水、氢氧化钾或氢氧化钠,热处理之前得到的一般为氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、醋 酸盐等。其优缺点如下:
优点:工艺简单、制备的条件容易控制、成本低、合成周期短,易于大规模生产。 缺点:沉淀剂的添加量难以控制,添加过多会出现粉体团聚现象,共沉淀法要比
直接沉淀法优秀,但是增加了工序,降低了生产效率。
1。5。2。3 溶胶一凝胶法
溶胶一凝胶法是先将钡盐和钛盐分散在溶剂中,分别加入水或有机溶剂,混合后 聚合反应形成凝胶,最后进行干燥或风干和热处理得到钛酸钡或钛酸锶钡粉体[20]。其 优缺点如下: