鈦酸鍶鋇納米管的制備、結(jié)構(gòu)及其性能的研究.pdf

1、Ba(1-x)SrxTiO3材料成為了目前新型的鐵電材料。在小型化組件技術(shù)不斷提高、集成鐵電體組件技術(shù)不斷進(jìn)步的基礎(chǔ)上，關(guān)于納米結(jié)構(gòu)的研究也在逐漸地增多。BST擁有卓越的介電性能，低損耗(dielectric loss)，而且還擁有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)性及絕緣性，是很好的熱敏、電容器和鐵壓電材料，所以BST的應(yīng)用十分廣泛。
　　本文主要研究Ba(1-x)SrxTiO3納米管，其制作方法總共分成兩大步驟:1、運(yùn)用電化學(xué)反應(yīng)獲得排列

2、規(guī)則的二氧化鈦納米管;2、以生成的二氧化鈦為樣板，采取水熱反應(yīng)法制得Ba(1-x)SrxTiO3納米管，并對(duì)其內(nèi)部構(gòu)造及電學(xué)性能進(jìn)行分析。
　　在第一步的電化學(xué)反應(yīng)中，陽極為鈦片，陰極為鉑片，將NH4F、(CH2OH)2和水按照一定的比例配成電解液，制備出一系列的TiO2納米管。由掃描電子顯微鏡圖可知，由于電化學(xué)反應(yīng)時(shí)間的增加，TiO2納米管的管長(zhǎng)會(huì)連續(xù)地增長(zhǎng)，但如果電化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間過長(zhǎng)，管長(zhǎng)不再變化，而且TiO2納米管的外部形態(tài)

3、也會(huì)受到破環(huán)。綜合比較后，選擇的電化學(xué)反應(yīng)的時(shí)刻為4小時(shí)，此時(shí)的二氧化鈦的平均管長(zhǎng)是4.13μm。在第二步的水熱反應(yīng)中，采用選定的TiO2納米管為樣板，分別改變Sr(OH)2的含量0.1～0.4，反應(yīng)溫度180℃～260℃，水熱反應(yīng)時(shí)間1 h～6h和煅燒溫度400℃～700℃四個(gè)因素，制備Ba(1-x）SrxTiO3納米管。
　　通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、TF Analyzer2000、寬頻介電和阻抗譜

4、儀技術(shù)手段，表明了Ba(1-x)SrxTiO3納米管的表面結(jié)構(gòu)、元素組成、鐵電及介電性能。掃描電子顯微鏡圖結(jié)果表明，得到的Ba(1-x)SrxTiO3納米管排列規(guī)整，平均管長(zhǎng)為4.13μm，管的內(nèi)徑降低，管壁變厚;X射線衍射(XRD)實(shí)驗(yàn)結(jié)論顯示，500℃條件下進(jìn)行退火后，Ba(1-x)SrxTiO3為立方相結(jié)構(gòu);700℃退火時(shí)，Ba(1-x)SrxTiO3晶粒變大，納米管的結(jié)構(gòu)消失;衍射峰的位置隨著Sr(OH)2摻雜量的增多而向大角度

5、移動(dòng)。在Sr(OH)2的含量為0.3、反應(yīng)溫度是260℃、水熱反應(yīng)時(shí)間控制在2h、煅燒溫度設(shè)置成500℃時(shí)，衍射峰的強(qiáng)度均達(dá)到最佳;測(cè)試Ba(1-x)SrxTiO3的P-E loop(電滯回線)，分析了氫氧化鍶的摻雜量，反應(yīng)溫度，水熱反應(yīng)時(shí)間，煅燒溫度，頻率和電場(chǎng)對(duì)Ba(1-x)SrxTiO3鐵電性能的影響，最佳剩余極化強(qiáng)度Pr是1.27μC/cm2，矯頑場(chǎng)E大小為5.56 kV/cm。測(cè)試鈦酸鍶鋇的介電常數(shù)(dielectric co