TiO2和SrTiO3納米粉體的超聲化學法合成.pdf

1、近年來隨著電子行業的發展，電子元器件隨之朝微型、輕量、薄型和高穩定的方向發展，對于制備電子元件的粉體要求越來越高，因此圍繞著電子陶瓷粉體的制備展開重點研究，希望得到晶型好、純度高、均一性好的納米粉體。TiO2粉體作為一種重要的功能材料，在各領域中有著廣泛的應用，低溫下單一的金紅石型TiO2粉體的制備一直是研究的重點。SrTiO3粉體具有高的介電常數和低的介電損耗，廣泛應用于高壓電容器、晶界層電容器、壓敏和熱敏電阻中，對SrTiO3的研究

2、一直是個很活躍的領域。
　　 超聲化學法是一種高效、快捷的制備納米材料的方法，本論文以TiCl4和HCl為原料，采用超聲化學法制備出了單一金紅石型的TiO2粉體。通過改變反應條件發現，反應溫度60℃以上得到TiO2粉體，隨著反應溫度的升高所得TiO2粉體的顆粒尺寸減小。超聲反應時間的延長能夠促使TiO2晶體長大。反應物TiCl4的濃度增加所得TiO2粉體的顆粒尺寸變大。顆粒較大的球形TiO2由大量TiO2納米晶聚集而成。

3、　　 在此基礎上，以TiCl4和SrCl2·6H2O為原料，采用超聲化學法制備了星形、方形和球形SrTiO3納米粉體，研究了不同反應條件對產物形貌、尺寸和物相的影響，探討了超聲化學法所得SrTiO3顆粒的形成機理。
　　 研究發現，超聲反應時間為40 min時可以得到結晶度良好，尺寸均一的SrTiO3納米粉體。初始反應物Sr/Ti摩爾比對SrTiO3的形貌、尺寸和純度有影響，隨著Sr/Ti摩爾比的增加，SrTiO3顆粒的尺寸變

4、小，均一性變差，且SrCO3雜質含量增多。反應溫度在一定溫度范圍內對SrTiO3形貌和尺寸的影響較小，反應溫度為70℃就能得到結晶度良好的SrTiO3納米粉體。pH值和初始反應物離子濃度對SrTiO3的形貌和尺寸影響最顯著，星形、方形和球形SrTiO3顆粒在不同的pH值下各有一定的合成離子濃度范圍，從而得到SrTiO3顆粒形貌的演變規律。低離子濃度低pH值易合成星形SrTiO3顆粒，高離子濃度高pH值易合成球形SrTiO3顆粒，且隨著離

5、子濃度和pH值的增加，SrTiO3顆粒尺寸變小。
　　 通過高分辨電子顯微技術，研究了SrTiO3顆粒的形成機理。不同離子濃度和pH值條件下形成不同形狀的SrTiO3顆粒，而不同形狀的SrTiO3顆粒形成機理不同。在低離子濃度和低pH值下，晶體成核速度較慢，而晶體生長速度比較快，SrTiO3沿著<111>方向擇優生長，形成星形SrTiO3顆粒。提高離子濃度或是提高溶液pH值，晶體成核速度變快，晶體生長變慢，沿著<100>方向和沿