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本文以硝酸铅[Pb(NO3)2]、钛酸四丁酯[C16H36O4Ti]和硝酸氧锆[N2O7Zr]为主要原料,氨水作沉淀剂,KOH为矿化剂,聚乙烯醇(PVA,10%)和聚丙烯酸(PAA)作表面活性剂,在200℃的水热条件下合成了纯相的钙钛矿结构的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)粉体。探讨了KOH浓度、表面活性剂浓度、过量的Pb、反应温度等水热条件对产物的物相构成和形貌的影响,采用XRD和SEM对产物的物相和微观结构进行表征。矿化剂KOH的浓度对PZT粉体的形貌有很大的影响。随着碱度的增强,PZT中处于A位的Pb离子就会出现缺失,碱性越强,A位上的空位就越多,Pb的缺失也越大。Pb的缺失可以在原料中添加过量的Pb加以补偿,碱性越强,需要补偿的Pb离子越多,要求添加的Pb离子过量的程度也越高,但Pb离子的过量也是有一定限度的,否则,加入过多的Pb离子就会在产物中产生第二相,碱度越强,待补偿的Pb离子就越多,添加的Pb离子的上限也越高。 在水热反应中引人PVA和PAA,合成了纯相的钙钛矿结构的PZT纳米棒或纳米线,讨论了PVA和PAA在合成一维纳米结构中的作用机理。PVA的加入能对晶粒的表面进行修饰,促进了晶粒的取向生长,同时作为化学软模板合成多晶的PZT纳米管。在PZT晶体的一维纳米结构形成过程中,在氢键或羧基的化学键合作用下,PVA和PAA的高分子链就吸附在PZT微晶的外表面,降低了外表面的表面能,增大了晶向外表面的表面能与其它晶向外表面表面能之间的差值,致使PZT沿方向定向生长,最后合成PZT纳米线。