低温水热合成钛酸钡纳米管阵列薄膜及性能研究

以二氧化钛纳米管阵列为模版,用水热法合成了钛酸钡纳米管阵列薄膜。讨论了水热温度、水热时间、碱的浓度对其生长形貌的影响。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征了其晶体结构及微观形貌;用热重-差示扫描量热仪测定了材料的热学性能;用宽频介电阻抗谱仪测试了样品的介电性能。结果表明,在低至100℃水热温度下反应6h即可制得单一相的钛酸钡纳米管阵列薄膜。水热时间的延长和较高的水热反应温度有助于提高样品的介电常数。氢氧化钾的加入抑制了钡离子向纳米管阵列中扩散而促使表面颗粒的结晶长大。纳米管的结构转变温度在700～1100℃之间,至1280℃左右时发生相变转变。

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.

钛酸钡纳米管阵列薄膜的合成及性能研究

以阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列为模板,结合水热法制备了钛酸钡纳米管阵列薄膜。研究了水热反应温度、反应时间对BaTiO3纳米管阵列薄膜表观形貌及电学性能的影响。样品经X射线衍射仪表征其晶体结构;扫描电子显微镜观察其微观形貌;以及使用宽频介电阻抗谱仪测试了样品的介电性能。结果表明,在较低的水热温度下即可制得单一立方相的BaTiO3纳米管阵列薄膜,纳米管壁厚约30 nm,薄膜厚度可达10μm;水热反应温度的升高和反应时间的延长有助于样品的结晶度完善和介电性能的提高;未经热处理的薄膜样品在1 KHz介电常数可达200。

钛酸锶钡纳米管阵列薄膜的水热合成及其性能研究

以阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管阵列为模板，结合水热法制备了钛酸锶钡纳米管阵列薄膜。讨论了Ba1-xSrTiO3纳米管阵列薄膜的结构、形貌和电学性能。用X射线衍射仪表征其晶体结构；扫描电子显微镜观察其表面及断口形貌；以及用宽频介电阻抗谱仪测试其介电性能。结果表明：在较为温和的条件下用水热法制备了立方相及四方相的Ba1-xSrTiO3纳米管阵列薄膜；纳米管孔径在65～80nm之间，薄膜厚度可达10μm以上；经热处理之后的薄膜样品在1kHz介电常数可达338，介电损耗为0．46。