固相烧结法制备钛酸钡陶瓷材料课程设计.doc

固相烧结法制备BaTiO3（BTO）陶瓷材料
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固相烧结法制备BaTiO3（BTO）陶瓷材料

TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc126331前言 PAGEREF_Toc126331
HYPERLINK\l_Toc192992材料结构 PAGEREF_Toc192991
HYPERLINK\l_Toc160663制备BTO陶瓷材料 PAGEREF_Toc160664
HYPERLINK\l_Toc188503.1实验简介 PAGEREF_Toc188504
HYPERLINK\l_Toc158013.2药品称量 PAGEREF_Toc158014
HYPERLINK\l_Toc62033.4预烧 PAGEREF_Toc62038
HYPERLINK\l_Toc178113.5高温烧结制BTO粉体 PAGEREF_Toc178119
HYPERLINK\l_Toc90623.6压片 PAGEREF_Toc90629
HYPERLINK\l_Toc171643.7高温烧结制备BTO块材 PAGEREF_Toc1716410
HYPERLINK\l_Toc145074样品检测与分析 PAGEREF_Toc1450710
HYPERLINK\l_Toc67285参考文献 PAGEREF_Toc672811

1前言
钛酸钡是电子陶瓷材料的基础原料，被称为电子陶瓷业的支柱。它具有高介电常数、低介电损耗、优良的铁电、压电、耐压和绝缘性能，被广泛的应用于制造陶瓷敏感元件，尤其是正温度系数热敏电阻(ptc)、多层陶瓷电容器(MLccs)、热电元件、压电陶瓷、声纳、红外辐射探测元件、晶体陶瓷电容器、电光显示板、记忆材料、聚合物基复合材料以及涂层等。钛酸钡具有钙钛矿晶体结构，用于制造电子陶瓷材料的粉体粒径一般要求在100nm以内。因此BaTiO3粉体粒度、形貌的研究一直是国内外关注的焦点之一。
2材料结构
钛酸钡是一致性熔融化合物，其熔点为1618℃。在此温度以下，1460℃以上结晶出来的钛酸钡属于非铁电的HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1226844.htm"六方晶系6/mmmHYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/2430960.htm"点群。此时，六方晶系是稳定的。在1460~130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构。在此结构中Ti4+(钛HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/63017.htm"离子)居于O2-(氧离子)构成的氧HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1595024.htm"八面体中央，Ba2+(钡离子)则处于八个氧八面体围成的空隙中（见右图）。此时的钛酸钡晶体结构对称性极高，因此无偶极矩产生，晶体无HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1762936.htm"铁电性，也无HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/265995.htm"压电性。
随着温度下降，晶体的对称性下降。当温度下降到130℃时，钛酸钡发生顺电-铁电相变。在130~5℃的温区内，钛酸钡为四方晶系4mmHYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/2430960.htm"点群，具有显著地铁电性，其HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/2308779.htm"自发极化强度沿c轴方向，即[001]方向。钛酸钡从HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1226845.htm"立方晶系转变为四方晶系时，结构变化较小。从HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/23946.htm"晶胞来看，只是HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/23946.htm"晶胞沿原HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1226845.htm"立方晶系的一轴（c轴）拉长，而沿另两轴缩短。
当温度下降到5℃以下，在5~-90℃温区内，HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/402747.htm"钛酸钡晶体转变成HYPERLINK"htt