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钛酸钡是一种典型的铁电材料,被称为“电子陶瓷工业的支柱”,而纳米钛酸钡的特性使其可用于制备性能更优的功能陶瓷。纳米钛酸钡粉体的制备技术一直是该领域的研究热点之一。
本工作对以往各种纳米钛酸钡制备技术进行了总结,在此基础上以共沉淀原理为基础,使用价廉易得的工业级偏钛酸作为原料,采用XRD、TEM、TG、IR、XPS等测试手段,对制备纳米钛酸钡各个步骤的制备条件(反应物料比、搅拌时间、沉淀洗涤方法、煅烧温度等)进行优化,从而制得了粒径和纯度可控的纳米钛酸钡粉体。论文还对制备过程中废液的再利用工艺进行了初步的探讨。
由于工业级偏钛酸纯度无法保证,论文从以往双氧水-氨水体系溶解偏钛酸的机理出发,对溶解过程中体系的电极电位、pH值和电导率的变化进行了测定,探讨了工业级偏钛酸的溶解过程,并以此为依据控制反应条件,从而解决了钛源不稳定的问题。
论文还将双液法测定粉体表面能的方法应用于纳米钛酸钡的表征,揭示了粉体表面能与粒度和晶型的关系,从原理上解释了煅烧温度对粉体性能的影响,为制备过程中关键的因素-煅烧温度的选择提供了理论依据。
最后论文将制得的粉体制成电容器圆片,并对该电容器圆片进行了电学性能测定,结果表明其各项指标已属国内领先。因此,结合目前国内对钛酸钡粉体的需求量和质量要求,采用本工艺来制备纳米钛酸钡有着广阔的工业化应用前景。