釤摻雜鈦酸鍶材料的制備與表征.pdf

1、ABP<,3>型鈣鈦礦復(fù)合氧化物是一類重要的無機(jī)化合物，可以用作多種功能材料。鈦酸鍶(SrTiO<,3>)陶瓷作為一種典型的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)物質(zhì)，是一種用途廣泛的電子功能陶瓷材料。它具有介電損耗低、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，可以制造高中壓陶瓷電容器和邊界層陶瓷電容器、低壓壓敏電阻器等，廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械等行業(yè)；同時(shí)，SrTiO<,3>陶瓷具有禁帶寬度高(312 eV)、光催化活性優(yōu)良等特點(diǎn)，在光催化分解水制氫、光催化降解有機(jī)污染物和光化學(xué)電池等光

2、催化領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。 目前，A位或B位摻雜的ABO<,3>型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)稀土氧化物是研究熱點(diǎn)之一。其中，以堿土金屬或稀土金屬摻雜SrTiO<,3>而獲得的離子．電子混合導(dǎo)體，在中溫下具有較高的電導(dǎo)率和催化活性，并具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。有可能作為燃料電池的陽(yáng)極催化材料等。摻雜SrTiO<,3>粉體的制備通常采用固相反應(yīng)法，固相反應(yīng)法雖然簡(jiǎn)單易行，但制備的粉體粒度較粗，活性差，需燒結(jié)溫度高。在本論文中，采用新穎的濕

3、化學(xué)方法一凝膠澆注法(Gel-casting)制備出了Sr<,1-1.5x>Sm<,x>TiO<,3>粉體，考察了Sm摻雜量、煅燒溫度等對(duì)粉體的相組成、形貌、粒度及燒結(jié)活性的影響；并對(duì)由粉體制備獲得的燒結(jié)體的性能等進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：采用凝膠澆注法制備的粉體顆粒細(xì)小均勻、燒結(jié)體性能較好；煅燒溫度和Sm摻入量對(duì)粉體的成相有明顯的影響。煅燒溫度為1200℃，Sm摻入量為4 mol％時(shí)，粉體形成單一的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，所得粉體粒徑為1.77μm。

4、1400℃燒結(jié)得到的Sr<,1-1.5x>Sm<,x>TiO<,3>燒結(jié)樣品具有較好的孔隙率和力學(xué)性能；另外，Sm的摻雜明顯提高了摻雜SrTiO<,3>材料的電導(dǎo)率，燒結(jié)體在氫氣中的電導(dǎo)率高于在空氣中的電導(dǎo)率，1400℃燒結(jié)體Sr<,0.94>Sm<,0.04>TiO<,3>，800℃時(shí)在氫氣和空氣中的電導(dǎo)率分別為28.2S·cm<'-1>，0.0041S·cm<'-1>；摻入少量的Sm，適當(dāng)控制燒結(jié)溫度可以改善燒結(jié)體的硬度，1400℃