熔盐法制备具有各向异性形状的钙钛矿结构种晶.pdfVIP

第34卷 增刊 稀有金属材料与工程 vol 34，SIlppll RAREMETAL 2005年 6月 MATERIALSANDENG州EERⅡqG June2005 熔盐法制备具有各向异性形状的钙钛矿结构种晶 刘丹，严永科，周和平 (清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京100084) 摘 要：采用两步熔盐法制各了具有各向异性形状的钙钛矿结构种晶。第一步先合成具有片状外形的S功Ti207和 析了合成反应机理。该方法适用于制各一系列具有备向异性的外形和特殊功能的种晶。 关键词：钛酸锶；各向异性；熔盐法；钙钛矿结构 中图法分类号：TG146．4 文献标识码：A 文章编号：1002．185x伫005)s1．1025．04 1 前言 熔盐法具有方法简单、产物质量更好的优点。立方相 近年来，美国宾州大学的LMessing等人研究 Grain 了使用模板法(TemplatedGrowth，TGG)…制以作为合适的种晶。 备织构化PMN．PT陶瓷的技术，使多晶PMN．PT陶瓷 2实验 的压电性能达无织构状态的1．2倍～1．5倍。该方法预 先制各具有各向异性外形(片状，针状等)的种晶， 2 1实验原料 然后将种晶与PMN．PT粉体混合，使用流延法制成薄 膜。在热处理过程中，PMN—PT基体沿定向排列的种均为北京益利精细化学品有限公司生产。 晶外延生长，形成择优取向。 2．2实验过程 模板法的关键之一是制各合适的种晶。种晶应满 足以下要求：(1)片状或针状的外形，以便在流延中 被良好定向；(2)与基体相匹配的晶格常数。PMN．PT 的晶格常数为4．044nm，选用的种晶也应具有相仿的snTi207中间体。 晶格常数；(3)在含铅环境中具有较好的热稳定性。 h～ 熔盐法使用熔盐作为氧化物间反应的介质。在熔 盐中，由于离子间具有较小的扩散距离与较高的扩散 片状外形的srTi03种晶。 2 3测试方法 速率(10。5cm2／s～10。8cm2／s)，因此反应可在较短时问 内完成。该方法使用的盐应不与反应物和坩埚反应， 用日本理学D／max．rB衍射仪分析了产物的相组 且具有较低的蒸汽压和较大的溶解度。常用的有Kcl， 形貌和成分。 Nacl，KF以及Kcl．Nacl共晶体系等。熔盐法是制各 种晶的适宜方法之一。 3结果与讨论 模板法制各织构化PMN—PT陶瓷时常用的种晶为 3．1中间体的选择 钛酸钡(BaTi03)、钛酸锶(srTi03)等。使用Reimaka例 法可以制各片状的BaTiO，单晶，但由于使用KF作为 srTlO，为立方晶系钙钛矿结构，如果在熔盐中直 熔盐，因此必须使用昂贵的铂坩埚，这对于大量生产 接合成，只能形成等轴晶，无法满足需要。为了制各 是相当困难的。 具有片状外形的srTi03种晶，必须通过某一中间体过 本实验研究了从Nacl．Kcl熔盐体系中制各片状渡。该中间体必须是非立方结构，晶格常数与srTi03 收稿日期：2000舡12—28 基金项目：国家自然科学基金项目 作者简介：刘丹，男，1980年生，博士生，清华大学材料