水热法制备一维钛酸锶钡晶体

用钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法制备钛酸锶钡前驱体,进行水热处理,得到钛酸锶钡纳米粉体;在凝胶前驱体中加入10%的纳米锐钛矿TiO2,再进行水热处理,水热产物中有大量的一维钛酸锶钡晶体生成。用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)以及电子衍射(SAED)对前驱体和其对应的水热产物进行物相和形貌的表征,并对一维钛酸锶钡的生长机理进行探讨。结果表明一维钛酸锶钡晶体的生长机理是原位生长。     

钛酸锶钡薄膜微细图形的制备

采用化学修饰的溶胶凝胶工艺,制备了具有紫外光感应特性的钛酸锶钡(Ba0.8Sr0.2TiO3)溶胶及其凝胶薄膜.提出了钛酸锶钡薄膜微细加工的新方法,即以苯酰丙酮(BzAcH)为化学修饰剂,乙酸钡、氯化锶、钛酸丁酯为原料,甲醇为溶剂,乳酸为催化剂,合成了具有螯合物结构的前驱溶胶体系.其螯合物的特征吸收峰在358nm附近,该溶胶及其凝胶薄膜在室温下有较好的化学稳定性;高压汞灯产生的紫外光照射可以分解薄膜中的螯合物结构,伴随着这种螯合物结构的分解,薄膜在乙醇中的溶解性迅速降低,从而表现出紫外光感应特性.利用这种光感应特性,采用紫外光通过掩膜照射薄膜,然后在乙醇中溶洗,获得了凝胶薄膜的微细图形,进一步通过600℃晶化热处理,最后得到了具有钙钛矿相结构和铁电特性的钛酸锶钡薄膜的微细图形.     

钛酸锶钡压电陶瓷超细粉体的水热法合成

采用水热工艺制备不同组成的钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO3,简称BST),利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等技术分析了水热反应转变机理及相结构转变情况,同时对影响合成的工艺参数及不同组成材料的居里温度变化进行了研究。结果表明,获得的BST粉体颗粒粒径为20~40 nm,其最佳的工艺参数为r(Ba/Ti)=3(摩尔比)、r(Sr/Ti)=1/4或r(Ba/Ti)=1/3、r(Sr/Ti)=4/5,c(KOH)=1.5~2 mol/L,制得不同组成粉体的居里温度呈规律性变化。     

纳米钛酸锶钡粉体的熔盐法制备

以TiO2、BaCO3和Sr(NO3)2为原料,KNO3和KOH为熔剂,利用熔盐法分别在650,750℃下,制备了钛酸锶钡(BaxSr1–xTiO3,简称BST)纳米粉体。研究了不同温度和不同熔盐的配比条件下BST粉体的生长特征。结果表明,熔盐配比和温度的影响显著。当ζ(KNO3∶KOH)为15∶1时,在750℃下反应3h可形成单一相的BST纳米粉体,晶粒度为42nm;当其为9∶1时,在650℃下反应5h便可形成单一相的BST粉体,晶粒度为89nm。     

钛酸锶钡(BST)薄膜的制备与应用研究进展

介绍了钛酸锶钡(BST)薄膜的四种制备方法(脉冲激光沉积、磁控溅射、溶胶–凝胶、金属有机化学气相沉积)及BST薄膜在介质移相器、动态随机存储器、热释电红外探测器、H2探测器中的应用等方面的研究进展。提出了需进一步开展的研究课题如:晶粒晶界控制、界面控制、漏电导机制、疲劳机制、非线性效应及大面积高质量薄膜的制备技术等。     

射频磁控溅射制备钛酸锶钡薄膜的研究进展

综述了射频磁控溅射制备钛酸锶钡(BST)薄膜的国内外研究动态,详细阐述了溅射工艺参数(电极、溅射气压、氧分压、温度)对BST薄膜微结构和电性能的影响,提出了射频磁控溅射制备BST薄膜中亟待解决的问题。     

流延法制备钛酸锶钡厚膜

采用流延法在有凹槽的硅片上制备出钛酸锶钡((Ba,Sr)TiO3)厚膜材料。为了提高薄膜的致密性和降低烧结温度,采用溶胶沉淀法制备BST纳米粉末,并结合水热处理进一步提高其结晶性,降低颗粒中有机物的吸附量。所得BST厚膜烧结温度约为1 200℃。经1 000℃、5 h热处理后,BST厚膜厚约30μm,表面平整,且较致密。介温谱表明其相变温度约为30℃,介电损耗约为0.02,与薄膜材料相比,其介温变化率有较大的提高。     

钛酸锶钡纳米粉体与陶瓷的制备及性能

以低成本钡、锶的碳酸盐替代醋酸盐为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3超细粉体,成型后分别在1 300℃和1 330℃下烧结成瓷。采用DTA-TG、XRD、SEM、精密电感电容电阻数字电桥(LCR)测试仪分别对凝胶的晶化过程、粉体的物相结构、烧结体的晶粒形貌、陶瓷的介电性能进行了测试分析。结果表明,在750℃可合成出平均晶粒尺寸为20 nm的立方相Ba0.6Sr0.4TiO3粉体;其陶瓷烧结体的介电损耗在室温附近可降低约至0.002,且温度稳定性良好;随着陶瓷晶粒平均尺寸的降低,居里温度向负温方向移动,其介电峰有弥散化趋势;外加直流电场为10 kV/cm时样品的介电可调谐性可达65%。     

Sb_2O_3对非化学计量钛酸锶钡陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备工艺获得Sb2O3掺杂(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3系电介质陶瓷。通过扫描电镜、X线衍射仪及LCR测试系统,研究Sb2O3含量、烧结温度及保温时间对非化学计量的钛酸锶钡体系微观结构及介电性能的影响。结果表明,随Sb2O3掺杂量增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3陶瓷由立方钙钛矿结构单相固溶体转变为多相化合物。在(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3陶瓷中,Sb3+占据钙钛矿晶格B位。随Sb2O3掺杂量的增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3基陶瓷的平均粒径减小,室温介电性能及居里温度显著改变。提高烧结温度并延长保温时间有利于改善高Sb2O3掺杂量下非化学计量BST基陶瓷室温介电性能。     

闪烧技术制备致密钛酸锶钡基陶瓷的研究

通过闪烧法制备Na离子掺杂钛酸锶钡基陶瓷,研究了外加不同直流电场强度条件下钛酸锶钡基陶瓷的相结构、微观形貌和快速烧结致密化原因。结果表明,在330 V/cm、440 V/cm、550 V/cm和660 V/cm不同电场强度下,相结构均为纯钙钛矿结构,平均晶粒尺寸随电场的增加而减小,闪烧起始温度随电场的升高而降低,当电场强度达到660 V/cm时,其烧结温度为800℃。     

BST铁电薄膜的制备及介电性能研究

通过射频磁控溅射法,采用高温溅射、低温溅射高温退火两种不同的工艺制备了钛酸锶钡(BST)薄膜。分析两种不同的工艺对BST薄膜的结构、微观形貌及介电性能的影响。采用X线衍射(XRD)分析了样品的微观结构。采用扫描电镜(SEM)和台阶仪分别测试了样品的微观形貌和表面轮廓。通过能谱分析(EDS)得到了薄膜均一性的情况。最后通过电容-电压(C-V)曲线测试得到BST薄膜的介电常数偏压特性。结果表明,与低温溅射高温退火工艺制备的BST薄膜相比,高温溅射制备的BST薄膜结晶度好,致密性高,表面光滑,薄膜成分分布较均一。因此,采用高温溅射得到的BST薄膜性能较好。在频率300 kHz时,采用高温溅射制备的BST薄膜介电常数为127.5～82.0,可调谐率为23.86%～27.9%。     

钛酸锶钡(BST)薄膜的XPS研究

采用射频磁控溅射法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了BaxSr1-xTiO3(BST)薄膜,对BST／Pt／Ti／SiO3／Si结构进行了XPS深度分析。研究结果表明：制备的BST薄膜内部化学成分基本一致;氧缺位在薄膜体内比表面更严重)Pt底电极向薄膜、衬底之间扩散,BST／Pt及Pt／SiO2之间存在明显的界面过渡层。     

溶胶-凝胶法制备硼硅玻璃掺杂BST陶瓷的研究

研究了Si-B-O系玻璃掺杂对钛酸锶钡(BST)陶瓷的相结构和介电性能的影响.实验结果表明,当x(SiO_2)＞10%时,Si-B-O系玻璃掺杂BST陶瓷易出现杂相,即Ba_2TiSi_2O_8相.x(SiO_2)≤10%,Si-B-O系玻璃掺杂BST陶瓷粉体的相结构为立方钙钛矿相结构,其合成温度大于等于600 ℃,不存在第二相. Si-B-O系玻璃掺杂BST陶瓷的烧结温度低于传统工艺.Si-B-O系玻璃掺杂BST陶瓷的显微结构呈细晶结构(晶粒尺寸＜1 μm).随玻璃含量的增加,Si-B-O系玻璃掺杂BST陶瓷介电常数ε降低,介电峰变低,平坦,峰形宽化,介电损耗降低,居里温度TC向低温移动.     

BST超细粉体的水热法形成机理及工艺控制

采用水热法制备了不同组成的BaxSr1–TiO3(BST)超细粉体。利用DTA/TGA、XRD、TEM等技术分析了x水热反应转变机理和BST相结构转变及微观形貌情况。研究了制备纳米BST粉体的各种影响因素。结果表明:获得的BST粉体颗粒度较细,钙钛矿结构通过络合物中间相和TiO2扩散形成,粒径为20~40nm,其最佳的工艺参数为温度在190~240℃,r(Ba/Ti)=3、r(Sr/Ti)=1/4或者r(Ba/Ti)=1/3、r(Sr/Ti)=4/5,KOH浓度为1.5~2mol/L。     

射频磁控溅射法制备BST薄膜及性能研究

采用射频磁控溅射法制备了钛酸锶钡薄膜材料,研究了薄膜的晶体结构和微观形貌,测试了其偏压特性曲线和电滞回线。初步探讨了εr-E曲线、电滞回线发生平移的原因：上下电极与钛酸锶钡薄膜间的界面势垒不对称。     

溶胶 凝胶法制备钛酸钡陶瓷纤维

用溶胶-凝胶法制备钛酸钡纤维,研究了原料种类对前驱体溶胶制备的影响。研究发现,用钡和钛的无机盐不能制备溶胶;以钛酸四丁酯和醋酸钡为原料,制备了钛酸钡陶瓷纤维。凝胶纤维在900 ℃煅烧1 h后,物相为立方BaTiO3相,纤维直径为40 μm。     

退火温度对铁电薄膜钛酸锶钡的影响

用醋酸盐和钛酸酯为原料,采用改进的Sol-gel工艺在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备出Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)铁电薄膜,然后进一步对薄膜进行退火实验:对(110)方向生长BST薄膜在550～750℃进行恒温退火.X射线衍射分析表明:退火温度在650℃以上时,BST薄膜转变为较为完整的ABO3型钙钛矿晶体结构,更高的退火温度将提高晶体的取向度.