固相烧结法制备钛酸钡陶瓷材料课程设计报告书

固相烧结法制备 BaTiO3（BTO）瓷材料1 前言...................................12 材料结构...............................13 制备 BTO 瓷材料.........................43.1 实验简介..................................43.2 药品称量..................................43.4 预烧......................................83.5 高温烧结制 BTO 粉体........................93.6 压片......................................93.7 高温烧结制备 BTO 块材.....................104 样品检测与分析........................105 参考文献.............................111 前言钛酸钡是电子瓷材料的基础原料，被称为电子瓷业的支柱。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瓷敏感元件，尤其是正温度系数热敏电阻( ptc)、多层瓷电容器(MLccs)、热电元件、压电瓷、声纳、红外辐射探测元件、晶体瓷电容器、电光显示板、记忆材料、聚合物基复合材料以与涂层等。钛酸钡具有钙钛矿晶体结构，用于制造电子瓷材料的粉体粒径一般要求在 100nm 以。因此 BaTiO3 粉体粒度、形貌的讨论一直是国外关注的焦点之一。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六方晶系 6/mmm 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+(钛离子)居于 O2-(氧离子)构成的氧八面体中央，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，晶体无铁电性，也无压电性。 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，钛酸钡为四方晶系 4mm 点群，具有显著地铁电性，其自发极化强度沿 c 轴方向，即[001]方向。钛酸钡从立方晶系转变为四方晶系时，结构变化较小。从晶胞来看，只是晶胞沿原立方晶系的一轴（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，钛酸钡晶体转变成正交晶系 mm2 点群，此时晶体仍具有铁电性，其自发极化强度沿原立方晶胞的面对角线[011]方向。为了方便起见，通常采纳单斜晶系的参数来描述正交晶系的单胞。这样处理的好处是使我们很容易地从单胞中看出自发极化的情况。钛酸钡从四方晶系转变为正交晶系，其结...