微波水热法合成纳米BaTiO₃粉体的掺杂改性与性能研究

来源期刊：功能材料2019年第12期

论文作者：闫玉兵

文章页码：12157 - 12161

关键词：微波水热法;Nb掺杂;烧结密度;磁化强度;矫顽力;

摘    要：以正钛酸四正丁酯(C₁₆H₃₆O₄Ti)、Ba（OH）₂·8H₂O、NbCl₅和NaOH试剂为原料,利用微波水热法,制备了不同含量Nb掺杂的纳米BaTi_1-xNb_xO₃（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06）粉体。然后,将纳米BaTi_1-xNb_xO₃粉体压制成形并进行烧结处理,获得了不同含量Nb掺杂的BaTi_1-xNb_xO₃压电陶瓷。采用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、扫描电子显微镜（SEM）等对纳米BaTi_1-xNb_xO₃粉体的物相结构、表面形貌和晶粒尺寸进行分析,采用振动磁强计对BaTi_1-xNb_xO₃压电陶瓷的烧结密度和磁性能进行分析。XRD和拉曼光谱分析表明,不同含量Nb掺杂的纳米BaTi_1-xNb_xO₃（x=0,0.03,0.06）粉体具有四方特性;SEM形貌分析表明,纳米BaTi_1-xNb_xO₃（x=0,0.03,0.06）粉体由粒径极细、分散性良好的球形颗粒组成,随着Nb含量的增加,粉体的颗粒尺寸也不断增加,其平均粒径分别约为60,90和120 nm;烧结密度研究表明,随着Nb含量的增加,BaTi_1-xNb_xO₃压电陶瓷的烧结密度不断增大,当Nb含量为0.06时,BaTi_1-xNb_xO₃压电陶瓷的烧结密度达到最大;磁性能分析表明,当Nb掺杂量为0.03时,BaTi_1-xNb_xO₃压电陶瓷的剩余磁化强度最大（8.235μC/cm²）,且其矫顽力（5.762 kV/cm）与不掺杂Nb的BaTiO₃陶瓷（5.556 kV/cm）相差不大。因此,Nb掺杂量为0.03时,BaTi_1-xNb_xO₃压电陶瓷的压电性能最优。