钛酸钡掺杂稀土镧的制备

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摘要：本文以钛酸四丁酯为钛源，Ba(NO3)2为钡源，无水乙醇为溶剂，La(NO3)3·nH2O为掺杂物，通过将它们的醇溶液混合加热搅拌形成溶胶，陈化所得凝胶，再经过干燥煅烧处理制得稀土元素La掺杂的钛酸钡颗粒。把这些颗粒物放入X射线衍射仪(XRD)中进行表征与检测，初步探讨稀土元素La的掺杂对钛酸钡晶体结构的影响。43433

毕业论文关键词：稀土镧；掺杂；钛酸钡；表征

The Preparation of Lanthanum-doped BaTiO3

Abstract: In this paper, Lanthanum-doped BaTiO3 were prepared with tetrabutyl titanate as titanium source, barium nitrate as barium source, ethanol as solvent and La(NO3)3 as dopant, by mixing, heating and stirring their alcohol solution to form sol, aging resulting gel, after drying and calcining processing of rare-earth element La doped barium titanate particles. These particles into the X-ray diffraction (XRD) for characterization and detection. The effect of the doping of rare earth element La on the crystal structure of barium titanate was preliminarily discussed.

Key Words: Rare earth lanthanum; Doping; BaTiO3 ; Characterized

摘要 1

引言 1

1 实验部分 3

1.1 仪器及试剂 3

1.2 实验内容 4

1.3 钛酸钡粉末微观形态的的检测 5

2 结果与讨论 5

2.1 钛酸钡粉末X射线衍射的图谱分析 5

3 结论 6

参考文献 7

致谢 9

钛酸钡掺杂稀土镧的制备引言

随着社会和科学技术的进步，人类对材料使用的要求越来越高，在很大程度上可以说明材料的发展促进了人类文明的进步，加快了社会经济的发展速度。在如今社会，衡量科学技术进步的标准是材料、能源和信息，其中材料是基础，人类对功能材料更是投入了很多心血。功能材料是一种特殊材料，它具有磁、光、电等特别的性能。它在能源、电子、通讯等方面运用广泛，在社会的发展中具有重大意义。

按照功能材料的性质划分，将其分为四大类，主要包括功能陶瓷材料、金属材料、复合材料以及高分子材料。其中功能陶瓷又是一类较为特殊的功能陶瓷材料，在遥远的古代，人类把天然的黏土和各种矿物混合在一起，通过粉碎后混炼和煅烧成型制得各种产品。但是如今所涉及的功能陶瓷是一种多晶的无机固体材料，它具有电、光、磁和部分化学功能[1-4]。电介质陶瓷[5-7]也是一种功能材料，它的电阻率很高，可以达到108数量级，并且它能承受的击穿场强也很大，一般不会被击穿。由于人类对材料的密切关注，促进了材料科学的快速发展，在材料科学领域也有了重大突破，相继发现了这类陶瓷的其他性能，例如压电、铁电、热电等。与此同时，研究工作者们也致力于其他各个领域的探索，随着时间的推移，最终在传感、光电和电声技术等方面得到了重大突破，并逐步投入生产应用[8]。其中具有钙钛矿结构的钛酸钡是一类典型的铁电、压电晶体，Goldman、Hippel等人在1950年左右因发现其具有很好的铁电性能[9-10]而被广泛应用于电子市场。然而，随着人类社会的不断发展，电子陶瓷的元器件集成化、mini化、专一化是必然趋势。由于原始的制法和配料比较为落后，在制备粉体时会出现原料混合得不够彻底，合成反应过程不易控制，反应操作也不够简便，所以得到的成品纯度不高，颗粒度大小分布得也不均匀，故此很难投入市场的大量生产给人们提供便利。鉴于上述的原因，科研工作者们为了获得性能更高的陶瓷粉体而不断进行实验，力求创新。现如今，材料科学家们对纳米材料这种新型材料竞相追逐，对这种高性能纳米材料的热情度越来越高[11]。为了制备质量更高的陶瓷元件来满足电子工业的快速发展，最重要的一方面就是实现粉末原料的均匀化以及超细超纯，因此制备纳米级陶瓷粉体成为人们研究的一个热点。人们发现如果晶体粒径的尺寸减小到纳米级的时候，合成出的产品的性能就会发生明显的变化，例如铁电性由有变无，结晶的温度变低等[12-13]。同时，近几年来研究工作者们也对材料物质的掺杂进行了行之有效的研究，逐渐研制出了稀土元素掺杂的纳米钛酸钡粉体，通过改变掺杂量、温度来寻求最佳条件，从而显著提高其性能。目前这方面的研究已经受到了高度关注*751+文-论^文\网|www.751com.cn。