超重力⁃水热法制备形貌可控的钛酸锶钡粉体

零维和多维结构的钛酸锶钡(Ba_(1-x)Sr_(x)TiO_(3),BST)粉体分别具有高比表面积和高长径比的优势,为提升材料性能并扩大电子元件中原材料的工业化应用,改善粉体制备过程中分布不均、耗时长的问题,采用撞击流-旋转填料床(IS-RPB)结合水热法制备了添加丙三醇的BST粉体,考察了水热温度、水热时间及丙三醇添加量等因素对BST粉体形貌的影响规律。结合X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)对BST粉体的形貌、晶相及组成进行了表征分析。结果表明:在超重力因子为40、撞击初速度10.61m/s、水热温度180℃、水热时间12h的条件下,当添加少量丙三醇时,其充当分散剂的作用,所制得的BST粉体为均匀性与分散性良好的纳米球形颗粒;当添加较多丙三醇时,其充当溶剂的作用,在水热条件下沿单元晶面生长得到了片状及花状形貌。本文提出的超重力-水热法及丙三醇的添加对于工业化形貌可控制备BST粉体探索提供了一种方便快捷的途径。

钛酸锶钡的制备及光催化研究进展

钛酸锶钡(BST)作为一种半导体材料可被应用于光催化领域,但其对可见光的响应率低且光生载流子易复合,需要通过不同方法进行改性。BST是具有压电效应的半导体,可以通过其自身的压电效应形成的内建电场来提高光生载流子的分离效率,进而提升自身的光催化性能。通过光压协同、调控组成、元素掺杂等方法改性后,BST可被应用在光催化分解水制氢、降解污染物等领域。通过梳理学者在BST方面的研究成果,总结概述了BST的制备过程、压电光催化的机理以及BST在光催化领域的研究进展。

La、Cr掺杂对钛酸锶钡陶瓷调谐性能的影响

针对可调谐微波器件对材料高介电可调性与低介电损耗的性能需求,采用传统固相烧结法,设计并制备了具有优异调谐性能的施受主复合掺杂(Ba_(0.675) Sr_(0.325))1-0.005 La 0.005 Ti_(1-x) Cr_(x)O_(3)(x=0.3%、0.5%、0.7%、1.0%)陶瓷。引入施主杂质La取代A位元素改善介电可调性,受主杂质Cr取代B位元素降低介电损耗,并改变施主/受主掺杂比,研究了施主/受主掺杂比对钛酸锶钡(BST)陶瓷微观结构与电学性能的影响规律。实验结果表明:随着受主杂质摩尔分数的增加,晶粒尺寸先增大后减小,致密度先提升后降低,即合适的施主/受主掺杂比更有利于试样的致密化;当Cr 3+的摩尔分数为0.7%时,试样的调谐性能最佳,其介电可调性为83.6%,介电损耗为0.0041,优值因子可达到204,此时,试样的击穿场强达到14 kV/mm。研究结果可为材料在强外加电场下使用稳定性提供参考。

掺杂改性增强钛酸锶钡薄膜介电性能的研究进展

钛酸锶钡(Ba_(x)Sr_(1-x)TiO_(3),BST)薄膜具备高介电常数、低介电损耗,以及高介电可调谐性等优点,是微波可调谐应用的潜在候选材料。综述了掺杂改性BST薄膜的研究进展,分别对A位掺杂、B位掺杂和双位共掺杂改性进行了总结和分析,对不同位置掺杂改性的BST薄膜的介电性能进行了对比分析;众多研究显示,单独的A位或B位掺杂修饰并不能获得介电性能均衡增强的BST薄膜,而双位共掺杂则可以使BST薄膜的介电性能得到均衡增强。

Y_(2)O_(3)掺杂对钛酸锶钡陶瓷材料介电-温度及电阻率-温度特性的影响

钛酸钡基电介质陶瓷因具有良好的介电和正温度系数特性已被广泛应用于科技、工业以及日常生活中,在新兴领域的需求下,开发具有低居里温度和高常温电阻率特性的电介质陶瓷材料具有重要意义。因此,采用固相法制备了不同掺杂浓度氧化钇(Y_(2)O_(3))的钛酸锶钡(Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_(3),BST),正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)陶瓷材料,通过X射线衍射和扫描电镜测试了试样的理化特性,利用宽频介电谱仪和电阻率–温度测量系统分别获得了试样的介电–温度特性和电阻率–温度特性,并构建了四象限模型分析钇(Y)对材料介电–温度特性和电阻率–温度特性的影响机理。研究表明:随Y_(2)O_(3)含量的增大,介电常数和居里温度均呈先增大后减小的趋势,而常温电阻率呈现相反的变化趋势。0.0008 mol的Y_(2)O_(3)掺杂可大幅提高BST材料相对介电常数(>105)且具有较低的居里温度(34.1℃)和较大的常温电阻率(5.6×106Ω·cm)。实现了低居里温度和高电阻率特性的协同调控,拓宽了PTC材料的应用范围。

双形貌前驱体制备钛酸锶钡介质陶瓷的结构及其介电性能

利用溶胶-凝胶法制备钛酸锶钡(BST)静电纺丝前驱液,经过静电纺丝、煅烧等工艺得到均匀的钛酸锶钡纳米级无机纤维,使用模压法1300℃煅烧制备了纤维质量分数为10%、30%和50%的颗粒/纤维双形貌前驱体的陶瓷介质。通过XRD、EDS及SEM分析了钛酸锶钡颗粒/纤维前驱体和陶瓷介质的物相组成和微观形貌,采用自动元件分析仪测试钛酸锶钡陶瓷介质的介电性能。结果表明,纤维结构前驱体的存在可以改善陶瓷介质的微观结构,钛酸锶钡纤维前驱体结构蓬松,制备出的纯纤维前驱体介质陶瓷的致密性较差导致介电常数至少降低50%、介电损耗增加0~3,适量的钛酸锶钡无机纤维前驱体结构将陶瓷介质的介电常数提高500~2000。

钛酸锶钡纤维阵列薄膜电容器的构建及其性能

采用溶胶-凝胶法制备钛酸锶钡(BST)溶胶前驱体,采用反应复合法和混合复合法合成纺丝液,通过静电纺丝技术制备BST复合纤维阵列,900℃煅烧制备BST无机纤维阵列。以复合纤维阵列和无机纤维阵列作为介质材料,以镀银氧化锆陶瓷片作为上下电极构建薄膜电容器。利用DTA、XRD、FT-IR、SEM等进行结构和形貌表征,利用自动元件分析仪进行介电性能测试。结果表明,无机纤维阵列介电常数最大可提高388%。复合纤维易形成颗粒堆积的“骨节”结构,但阵列的有序性变差,介电常数从7.96提高至9.19,提高了15%,介电损耗略有增大。

微量Ce^(3+)、Nb^(5+)、Zn^(2+)对钛酸锶钡基陶瓷介电性能的影响

通过研究Ce^(3+)、Nb^(5+)、Zn^(2+)对钛酸锶钡基陶瓷介电性能的影响,结果发现Ce^(3+)、Nb^(5+)、Zn^(2+)各离子单一掺杂提高其介电性能是有限的,而充分运用各微量离子作用机理,控制钛酸锶钡的Ce^(3+)、Nb^(5+)、Zn^(2+)引入量,能综合提高钛酸锶钡基陶瓷的介电性能。

稀土氧化物掺杂对钛酸锶钡／氧化镁铁电移相材料的影响

利用传统陶瓷制备方法——固相合成法制备了钛酸锶钡／氧化镁（BSTO／Mg0）铁电移相材料。研究了0．5％稀土氧化物的掺杂对BSTO／MgO复相材料各种介电性能的影响，包括低频与高频下的介电常数、介电损耗及其调谐性，并且对其影响机制做了初步探讨。Y2O3和Er2O3掺杂样品的介电常数从160降低到120，La2O3和Er2O。掺杂样品的高频损耗从8．2×10^13降低到6．8×10^-3。只有La2O3的掺杂提高了BSTO／MgO系统的调谐性，由13．6％升高到14．8％。La2O3掺杂的BSTO／MgO系统，外加直流电压4000V·nm^-1下的调谐性大于14％，2．47GHz下的介电损耗为6．77×10～^-3能够基本满足移相器在微波频率下工作的要求。

钛酸锶钡纳米晶及其薄膜的Sol-Gel法制备和表征

用Sol-Gel法制备了钛酸锶钡(Ba0.8Sr0.2TiO3)纳米晶,用FT-IR、XRD、TG-DTA、AFM等表征技术研究了其晶化过程.结果表明,溶胶经冰乙酸适度稀释后稳定性提高,易于制备高质量的薄膜;薄膜的晶化温度为750℃.在单晶硅基底上制备了粒径分布均匀、平均晶粒约为50nm的钛酸锶钡(Ba0.8Sr0.2TiO3)薄膜.

双硫腙包覆钛酸锶钡粉体对水中铅的吸附行为

用草酸化学共沉淀法合成了钛酸锶钡(BST)粉体,以双硫腙为表面修饰剂,采用静态浸渍法对钛酸锶钡粉体进行表面包覆修饰,制备出新型固态粉体吸附剂.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)进行了表征.研究了该吸附剂对水中铅的吸附行为.结果表明:双硫腙通过与钛酸锶钡表面羟基形成氢键作用包覆于该粉体上;当吸附介质pH值大于4时,该吸附剂对水中的铅有较强的吸附能力;室温下,5min内吸附达到平衡.其吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和HO准二级动力学方程式,吸附焓变(△H)为19.42kJ·mol-1,活化能(Ea)为22.187kJ·mol-1,该吸附过程是吸热的物理过程.吸附在双硫腙包覆钛酸锶钡粉体上的铅,可用1mol·L-1的硝酸溶液进行洗脱.建立了吸附富集、火焰原子吸收法测定水中铅的新方法,应用于地表水和自来水中铅的测定,取得了令人满意的结果.

钛酸锶钡(BST)铁电移相器材料的研究现状

钛酸锶钡(BST)材料被普遍认为是最有前途的铁电移相器材料。BST作为铁电移相器材料的研究已有多年,到目前为止取得了不少突破性的进展。综述了国内外研究人员在BST体材、厚膜以及薄膜方面所做的工作及获得的一些成果。

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。

负载型纳米钛酸锶钡对水中Cd^2＋吸附行为研究

采用络合溶胶-凝胶法制备了钛酸锶钡溶胶，将其浸渍在硅胶G上，经高温煅烧后，制得固载于硅胶G上的纳米钛酸锶钡，以X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）进行了表征。以火焰原子吸收为检测手段，系统地研究了负载型纳米钛酸锶钡对水中Cd^2＋的吸附行为。结果表明，纳米钛酸锶钡能够牢固地负载于硅胶G表面。当介质的pH值为4～7时，该吸附剂对水中的Cd^2＋具有很强的吸附能力，其吸附行为符合Freundlich吸附等温模型和HO准二级动力学方程式，并分别计算了吸附过程的焓变（△H），自由能变（△G）和熵变（△S）等热力学参数，表明该吸附过程是自发的吸热物理过程。被吸附的Cd^2＋可用1mol·L^-1的硝酸完全洗脱回收。将其应用于水中痕量Cd^2＋的吸附，建立了负载型纳米钛酸锶钡吸附富集，火焰原子吸收法测定水中痕量Cd^2＋的新方法。用于自来水和地表水中镉的测定，结果满意。

钛酸锶钡电介质材料的掺杂改性及其应用

综合介绍了国内外对于钛酸锶钡(strontium barium titanate,BSTO)电介质材料在掺杂改性方面的研究状况,介绍了MgO,A12O3, ZrO2,CeO2,Dy2O3和La2O3等金属氧化物的掺杂对于BSTO陶瓷材料的介电性能的影响。论述了材料的组成、显微结构以及介电性能之间的 关系,指出了该材料在移相器领域和存储器领域极负潜力的应用方向。

钛酸锶钡纳米粉体的制备及其对铬(Ⅵ)和铬(Ⅲ)吸附性能

用草酸盐共沉淀法制备了高纯纳米钛酸锶钡粉体(BST),对其结构和对水中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的吸附性能进行研究。结果表明:该法合成的BST为棒状,是钙钛矿结构,平均粒径为36nm;常温下,pH<2.0时,Cr(Ⅵ)可被纳米BST定量吸附,而Cr(Ⅲ)不被吸附;当pH>13.0时,Cr(Ⅲ)可被纳米BST定量吸附,而Cr(Ⅵ)几乎不被吸附,因此,可以通过改变介质的pH值,实现Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的吸附分离。吸附于纳米BST上的Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ),分别用1mol/LNaOH溶液和0.2mol/L盐酸解脱,分别用分光光度法和原子吸收光谱法测定,检出限分别为0.00029mg/L和0.0046mg/L,用于水中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的分离富集,回收率为94.6%～97.1%,93.0%～95.4%。

铁电钛酸锶钡薄膜的最新研究进展

铁电钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO3)是一种拥有十分优越铁电/介电性能的材料,在可调谐微波器件及动态存储器件方面具有很好的应用前景.本文概括介绍了BaxSr1-xTiO3薄膜的研究意义、基本结构、制备方法、各种性能特征及其表征方法与应用展望;并对当前BaxSr1-xTiO3薄膜研究中的几个重要前沿问题进行了详细讨论.

火焰原子吸收法研究纳米钛酸锶钡粉体对铅的吸附性能

以氯化钡、氯化锶和四氯化钛为原料,以草酸作共沉淀剂,采用化学共沉淀法制备了纳米复盐吸附剂——钛酸锶钡粉体,并利用TEM,XRD和FTIR进行了表征。以火焰原子吸收为检测手段,详细考察了该纳米吸附剂对水中铅的吸附性能。结果表明:该法合成的钛酸锶钡粉体外形以棒状为主,平均粒径为36nm,为纯净的钙钛矿纳米粉体。该纳米粉体对水中的铅具有较强的吸附能力,吸附量受介质的pH值影响较大,当pH值为6.0时,该吸附剂对水中铅的吸附容量可达13mg·g-1。吸附于纳米钛酸锶钡上的铅可用0.5mol·L-1的硝酸完全解脱。建立了纳米钛酸锶钡粉体吸附富集,火焰原子吸收法测定水中痕量铅的新方法,该法检出限为11μg·L-1,相对标准偏差为2.6%。用于地表水中铅的测定,结果满意。

钛酸锶钡电介质材料的显微结构和基本性能

钛酸锶钡(BSTO)铁电材料在微波和信息等领域具有很大的优势和潜力,该文综述了该材料的结构和基本介电性能方面的研究情况,并重点讨论了BSTO材料中的晶粒尺寸效应,最后对在电场和频率作用下材料的特殊性能进行了简单介绍。

钛酸锶钡基高压陶瓷电容器材料的研究

钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3)材料既具有钛酸钡(BaTiO3)的高介电常数和低介质损耗,又具有钛酸锶(SrTiO3)结构稳定的特点,是非常理想的高压陶瓷电容器材料。本论文采用常规陶瓷电容器制备工艺,利用正交设计实验法研究了配方对Ba1-xSrxTiO3基高压陶瓷电容器介电性能的影响,得到了影响该系统陶瓷介电性能的主次因素以及各因素水平影响其性能的趋势,并讨论了Bi2O3.3TiO2、CaZrO3、Nb2O5和MgO改性添加物对材料性能的影响。通过正交实验得到了综合性能较好的钛酸锶钡基陶瓷配方,结果表明,在Ba1-xSrxTiO3(当x=0.4时)中加入8%Bi2O3.3TiO2、6%CaZrO3、0.6%Nb2O5和0.5%MgO时,其介电常数ε为3785、介质损耗tgδ为23×10-4、耐压强度Eb为11kV/mm;而在Ba1-xSrxTiO3(当x=0.4时)中加入8%Bi2O3.3TiO2、10%CaZrO3、0.2%Nb2O5和1%MgO时,其ε为3416、tgδ为30×10-4、Eb为13.5kV/mm。