钛酸锶钡粉体的制备及表征

钛酸锶钡(BST)材料的制备方法、理论及应用的研究进展马维云【摘要】Due to the ferroelectric material has a great application prospect in the electronic device field, so it gets more attention in the scientific and technical field. The newest theory progress and preparation method of barium strontium titanate ( BST) leads to its new application. There are some detailed descriptions in the theory research progress, preparation method as well as the new application of BST.%铁电材料,由于在电子器件行业具有巨大的应用前景,因而受到科学上和技术上的广泛关注,钛酸锶钡(BST)材料的最新理论进展和制备方法的发现,为人们提供了新的应用机会.本文对钛酸锶钡材料的理论研究进展、制备方法和新的应用作了详细阐述.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2011(040)005【总页数】4页(P46-49)【关键词】钛酸锶钡;铁电材料;制备方法【作者】马维云【作者单位】新疆众和股份有限公司,新疆乌鲁木齐830013【正文语种】中文【中图分类】TG146.27铁电材料具有良好的铁电性、压电性、热释电性、电光及非线性光学等特性，可广泛应用于微电子学、光电子学、集成光学和微电子机械系统等领域，是目前高新技术研究的前沿和热点之一。

钛酸锶钡 (BST)铁电材料具有非线性强、漏电流小、不易疲劳、居里温度可调等特点，广泛用于动态随机存储器 (DRAM)、热释电红外探测器、介质移相器、H2探测器等器件，我国和美、英、俄、日、韩等国研究人员对BST材料的制备、性能、机理及应用等方面进行了大量研究，取得了一些令人振奋的进展。

第一章绪论１．１前言钛酸钡（ＢａＴｉ０３）是一种典型的铁电材料，它具有钙钛矿结构，并存在以下三种相变过程…：在１２０℃附近发生一级铁电一顺电相变；在５℃附近发生四方一单斜相变；在．８０℃附近又会发生单斜一斜方相变。

纯的钛酸锶（ＳｒＴｉ０３）是一种顺电体１２】，在低温仍保持较高的介电常数，直到ＯＫ仍不发生铁电相变。

但是，在掺杂改性的ＳｒＴｉ０３中，如Ｓｒ卜，Ｃａ；Ｔｉ０３…和Ｓｒ卜１５。

Ｂｉ。

Ｔｉ０３【引，发现具有类似于铁电弛豫体的低温弛豫现象。

自１９５０年以来科学家对ＢａＴｉ０３的各类固溶体进行了深入的研究，其中ＢａＴｉ０３与ＳｒＴｉ０３形成的固溶体引起了广泛的关注。

这是因为钛酸锶钡（Ｂａｌ．。

Ｓｒ。

Ｔｉ０３）具有优异的介电性能【５Ｊ：介电常数调节方便、商的绝缘电阻、低的介电损耗（高频及低频下）和较高的电容温度稳定性等。

随着ＳｒＴｉ０３含量的变化，Ｂａｌ－ｘＳｒ。

Ｔｉ０３（ＢＳＴ）的居里温度和介电常数可以在很宽的温度范围内得到调节。

钛酸锶钡固溶体仍具有钙钛矿结构，它们的连续固溶性可使材料介电和光学性能在Ｂａ／Ｓｒ摩尔比为０～１的范围内连续调节，这在电子元件的应用领域里具有很重要的意义。

为了满足不同应用领域的需要，人们以钛酸锶钡系统为基础，在对其进行改性的研究方面做了大量的工作。

其中，在掺杂改性的研究中，研究人员发现，将钛酸锶钡（ＢＳＴ）材料与各种金属氧化物（这包括ＺｎＯ【６Ｊ、Ｚｒ０２Ｉ，Ｊ、Ａ１２０３【８１、Ｂｉ２０３ｆ９１、Ｂ２０３ｆ１们、Ｎｂ２０５【ｌ¨、Ｆｅ２０３【１２１）制成复合材料可以获得各种适应不同需要的性能，还考察了分别掺杂Ｌａ２０３、Ｐｒ２０３、Ｎｄ２０３、Ｃｅ０２、Ｄｙ２０３、Ｅｒ２０３和Ｙｂ２０３等稀士金属氧化物对ＢＳＴ—ＭｇＯ复合材料的样品的致密度和介电常数变化率的影响，同时可以看出，不同的改性添加物的作用效果和作用范围也不尽相同【１３】。

目前，这种材料正在诸如陶瓷电容器、高性能敏感元件、多功能半导体元件、铁电记忆材料、相控阵天线、传输线和无线通讯等领域获得应用或受到关注。

混合碱法制备钛酸锶钡纳米陶瓷粉体的研究
贾潇;孙卉芳
【期刊名称】《山东陶瓷》
【年(卷),期】2013(036)004
【摘要】本文以熔融的无水混合碱作为溶剂,以成本低廉的金属无机盐和氧化物作为反应物,成功制备了钛酸锶钡纳米陶瓷粉体.用XRD、SEM对粉体进行了表征.研究结果表明,在温度200℃,加热24h时生成钛酸锶钡(Ba0.77 Sr0.23 TiO3)粉体,在温度245℃,加热24h生成钛酸锶钡(Ba0.6 Sr0.4 TiO3),合成产物为四方形,粉体的粒径为60～120nm,粒度分布均匀.
【总页数】4页(P3-6)
【作者】贾潇;孙卉芳
【作者单位】山东大学控制学院,济南250061;山东大学控制学院,济南250061【正文语种】中文
【中图分类】TQ174
【相关文献】
1.混合碱法制备纳米粉体研究进展 [J], 范战彪;沈建兴;郑凯;孟政
2.钛酸锶钡纳米粉体的溶胶-凝胶自蔓延燃烧制备及其介电性能研究 [J], 肖顺华;姜卫粉;李隆玉;李新建
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4.凝胶固相反应法合成亚微米级钛酸锶钡陶瓷粉体 [J], 焦春荣;陈大明;仝建峰
5.混合碱法制备纳米粉体研究进展 [J], 范战彪;沈建兴;郑凯;孟政
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钛酸钡纳米粉体的制备方法摘要：钛酸钡粉体是陶瓷工业的重要原料，本文将简要介绍钛酸钡纳米粉体的一些制备工业，如固相法、水热法、溶胶-凝胶法、沉淀法等。

关键词：钛酸钡；粉体;制备方法；1.引言钛酸钡是制备陶瓷电容器和热敏电阻器等许多介电材料和压电材料的主要原料, 近几年来, 随着陶瓷工业和电子工业的快速发展,BaTiO3 的需求量将不断增加，对其质量要求也越来越高。

制备高纯、超细粉体材料是提高电子陶瓷材料性能的主要途径。

所以高纯、均匀、超细乃至纳米化钛酸钡的制备研究一直是各国科学家的研究重点。

钛酸钡的应用越来越广泛。

目前制备钛酸钡的方法主要有:共沉淀法、溶胶- 凝胶法、固相法、反相微乳液法、水热法。

2.钛酸钡粉体的制备工艺2.1固相研磨-低温煅烧法传统钛酸钡的制备主要采用高温煅烧碳酸钡和二氧化钛的混合物或高温煅烧草酸氧钛钡的方法, 它是我国目前工业制备钛酸钡的主要方法, 但由于煅烧温度高达1000~ 1200℃, 因而制得的粉体硬团聚严重、颗粒大而粒度分布不均匀, 纯度低, 烧结性能差。

朱启安[1]等采用室温下将氢氧化钡与钛酸丁酯混合研磨, 再在较低温度( < 300 ℃) 下煅烧的方法制得了钡钛物质的量比约为1. 0、颗粒大小分布均匀、粒径在15~ 20nm 的钛酸钡纳米粉体, 既克服了高温固相煅烧法反应温度高、产品质量低的缺点, 又克服了液相法在水溶液中制备易引入杂质、粒子易团聚等缺点其煅烧温度比传统的固相反应法降低了约700 ~900℃2.2水热法合成水热合成是指在密封体系如高压釜中, 以水为溶剂, 在一定的温度和水的自生压力下, 原始混合物进行反应的一种合成方法。

由于在高温、高压水热条件下, 能提供一个在常压条件下无法得到的特殊的物理化学环境, 使前驱物在反应系统中得到充分的溶解, 并达到一定的过饱和度, 从而形成原子或分子生长基元, 进行成核结晶生成粉体或纳米晶[2]。

水热法制备的粉体, 晶粒发育完整、粒度分布均匀、颗粒之间少团聚, 可以得到理想化学计量组成的材料, 其颗粒度可控, 原料较便宜, 生成成本低。

钛酸锶钛酸钡钛酸镁钛酸锶、钛酸钡和钛酸镁是三种重要的钛酸盐化合物。

它们在材料科学、化学工程、电子工程等领域具有广泛的应用。

本文将对这三种化合物的性质、制备方法以及应用进行详细的介绍。

钛酸锶（Strontium Titanate，SrTiO3）是一种重要的钛酸盐化合物。

它具有高介电常数、低损耗和良好的光学性能，因此在电子器件、光学器件和能源存储等领域有广泛的应用。

钛酸锶的晶体结构为立方晶系，晶格常数为a=3.905 Å。

它可以通过固相反应、溶胶-凝胶法、水热法等多种方法制备。

其中，固相反应是最常用的制备方法。

在固相反应中，将钛酸钡和钛酸锶按照化学计量比混合，然后在高温下进行煅烧，最终得到钛酸锶。

钛酸钡（Barium Titanate，BaTiO3）是另一种重要的钛酸盐化合物。

它具有高介电常数、压电性和铁电性，因此在电子器件、声学器件和传感器等领域有广泛的应用。

钛酸钡的晶体结构为四方晶系，晶格常数为a=3.994 Å，c=4.035 Å。

钛酸钡可以通过固相反应、溶胶-凝胶法、水热法等多种方法制备。

其中，固相反应是最常用的制备方法。

在固相反应中，将钛酸钡和钛酸钡按照化学计量比混合，然后在高温下进行煅烧，最终得到钛酸钡。

钛酸镁（Magnesium Titanate，MgTiO3）是一种较为常见的钛酸盐化合物。

它具有高介电常数、低损耗和良好的热稳定性，因此在电子器件、介质材料和陶瓷材料等领域有广泛的应用。

钛酸镁的晶体结构为正交晶系，晶格常数为a=5.011 Å，b=5.011 Å，c=14.137 Å。

钛酸镁可以通过固相反应、溶胶-凝胶法、水热法等多种方法制备。

其中，固相反应是最常用的制备方法。

在固相反应中，将钛酸镁和钛酸钡按照化学计量比混合，然后在高温下进行煅烧，最终得到钛酸镁。

这三种钛酸盐化合物在材料科学和化学工程领域有广泛的应用。

首先，它们可以作为介电材料用于电子器件中。

纳米钛酸锶材料的制备和性能研究在当今各种研究领域中，纳米材料已成为一个热门的研究方向。

纳米材料拥有许多优异的性质，例如高比表面积、高强度、高活性、催化活性等等，这些性质使它们在生物医学、电子、化学、能源、环境等领域中具有广泛的应用前景。

其中纳米钛酸锶材料是一种重要的纳米材料，在众多的应用领域中备受青睐。

本文将对纳米钛酸锶材料的制备和性能进行详细的研究和分析。

一、制备方法目前，制备纳米钛酸锶的方法有许多种。

最常见的是溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法等。

这些方法各有优缺点，但是大多数方法都需要使用高温、高压等条件，从而使得纳米钛酸锶材料的制备难度较大。

在这些制备方法中，溶胶凝胶法是被广泛使用的一种方法。

在溶胶-凝胶法中，通常采用无水钛酸四丁酯、乙二醇、硝酸锶和氨水为原料，通过特定的配比、混合、加热、凝固等步骤制备出纳米钛酸锶材料。

具体的步骤是先将无水钛酸四丁酯、乙二醇、硝酸锶和氨水混合搅拌，在一定时间和温度下使物质充分混合，得到均匀的溶胶。

然后将溶胶放于无尘室内，进行干燥等操作，得到初步的凝胶。

最后将凝胶样品加热至高温下进行焙烧，得到纳米钛酸锶材料。

二、性能研究研究表明，纳米钛酸锶材料具有广泛的应用前景，因为它具有许多卓越的性质。

例如，它可以用于生物医学、电子、化学、能源、环境等领域，包括但不限于以下几个方面。

1、催化反应性能纳米钛酸锶材料具有很好的催化反应性能，可以作为催化剂应用于化学合成、催化分解等过程。

研究表明，在催化反应过程中，纳米钛酸锶的比表面积越大，其催化效果越好。

因此，通过控制制备方法和参数，可以调节其比表面积，进而调节催化反应的效果。

2、吸附性能由于其高比表面积和高亲水性，纳米钛酸锶材料可以用于吸附处理污水、废气、有毒有害物质等，具有广泛的应用前景。

研究表明，在吸附剂中添加纳米钛酸锶材料可以提高吸附效果，并具有较高的选择性和可再生性。

3、生物医学应用纳米钛酸锶材料具有较好的生物相容性，可以作为生物医学领域中的乳腺癌治疗剂或其他医药载体等。

纳米钛酸锶粉体的制备及光催化研究摘要以乙酸锶和钛酸丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法在低温下合成了高纯、超细SrTiO3粉体。

采用扫描电镜及紫外吸收等测试手段,对制备的SrTiO3粉体的基本特性进行了表征，并对其光催化特性进行了研究。

结果表明:随着热处理温度的升高,粉体的紫外吸收峰出现红移现象；降解率随时间的增加而增加，但随着光催化反应时间的延长，降解活性有所降低；800℃下钛酸锶粉体的甲基橙脱色率可达到78%。

关键词溶胶－凝胶，钛酸锶，光催化1引言钛酸锶(SrTiO3)具有典型的钙钛矿型结构, 是一种用途广泛的电子功能陶瓷[1]材料, 具有介电常数高、介电损耗低、热稳定性好等优点, 广泛应用于电子、机械和陶瓷工业。

同时, 作为一种功能材料, 钛酸锶具有禁带宽度高(3.2eV)、光催化活性优良等特点, 并具有独特的电磁性质和氧化还原催化活性[2],在光催化分解水制氢[3]、光催化降解有机污染物[4]和光化学电池等光催化领域也得到了广泛的应用。

为提高SrTiO3的光催化活性,将SrTiO3进行纳米化[2，5]是一种有效的途径,近年来国内外已经研究了许多制备纳米SrTiO3的新方法。

我国的钛矿和锶矿资源十分丰富,目前普遍使用高温固相反应法生产钛酸锶,用这种方法得到的产品粒径大且分布范围宽,杂质含量高且波动性大,故目前高质量的钛酸锶主要依靠进口。

因此研究高品质钛酸锶产品的制备意义重大,它的光催化降解性尤其是光催化剂的可见光化是近年来研究的热门课题。

2实验用溶胶－凝胶法[6]制备钛酸锶纳米粉体。

以乙酸锶和钛酸丁酯为先驱物,乙醇为溶剂和催化剂,醋酸为螯合剂配置SrTiO3溶胶。

SrTiO3溶胶的设计浓度为0.15～0.20mol，乙酸锶和钛酸丁酯的摩尔比为1:1, 钛酸丁酯和醋酸的摩尔比为1:1.0～1.2,醋酸和乙醇的体积比约为1:3～2:3。

将乙酸锶溶解在水和冰醋酸的混合液中, 形成均匀透明的溶液A。

将钛酸丁酯均匀分散在无水乙醇中形成溶液B。