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研究生:李瑞池
研究生(外文):Lee, Ruey Chyr
論文名稱:以溶膠-凝膠法製備鈦酸鋇和鋯添加鈦酸鋇毫微晶薄膜和粉末
論文名稱(外文):Preparation of Nano-crystalline thin film and Powder of Barium Titanate and Zirconium Doped Barium Titanate Powder by Sol-gel
指導教授:方滄澤
指導教授(外文):Tsang Tse Fang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:材料科學(工程)學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1996
畢業學年度:84
語文別:中文
論文頁數:71
中文關鍵詞:鈦酸鋇溶膠--凝教法薄膜
外文關鍵詞:Barium TitanateSol-gelthin film
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鈦酸鋇陶瓷為一具壓電性、鐵電性和高介電性材料,發展至今,已有
四、五十年的歷史,但目前仍為工業上一多方面用途的材料,尤其在電子
工業中運用最為廣泛。鈦酸鋇的傳統製作方法,是採固態反應法,以碳酸
鋇和氧化鈦在高溫反應而得,此種製程雖較為容易,但粉末粒度較大,並
且不易精確控制粉末的化學計量組成以及粒徑分布。 本實
驗主要是研究以溶膠--凝膠法製備純鈦酸鋇和鋯添加鈦酸鋇薄膜和粉末,
所謂溶膠--凝膠法(Sol--Gel)即是將含水的醇溶液加入金屬醇鹽(或混
合金屬醇鹽)先導溶液中,藉由水解縮合反應,而得到所需之粉末、薄膜
或其他所需之材料,由於整個反應皆在溶液中進行,所以所得之材料均勻
度較好,可達到精密陶瓷之要求。而且溶膠--凝膠法為目前唯一能大量且
較低廉地製造薄膜的方法。
本實驗是以鋇2-甲基氧乙醇氧化物、鈦2-甲基氧乙醇氧化物和鋯2-甲基氧
乙醇氧化物為起始物。將這些金屬烷氧化依比例在2-甲基氧乙醇中混合,
而得到一穩定且澄清的棕色先導溶液。藉由完全水解先導溶液,可在130
℃時即可合成純鈦酸鋇粉末。鋯離子在低溫 下即已滲雜到鈦酸鋇中,鋯
添加鈦酸鋇粉末的晶格常數會變大。粉末的結晶性,會隨著熱處理溫度的
提高而變好。
以溶膠- 凝膠法製作毫晶粒鈦酸鋇薄膜,是以部分水解的2-甲基氧乙醇氧
化物先導液經由浸鍍的方式來製備。純鈦酸鋇薄膜經600℃到900℃回火處
理其顆粒大小變化為10nm到130nm,且薄膜在800℃回火時依然不具鐵電性
。薄膜的介電常數隨著顆粒的成長而增加,但對於溫度的變化為一穩定值
。鋯的添加可有效抑制顆粒的成長,其介電常數較純鈦酸鋇小。
The sol-gel derived pure barium titanate and zirconium doped
barium titanatepowder was prepared by using barium
2-methoxyethoxide precursors, titanium2-methoxyethoxide, and
zirconium 2-methoxyethoxide, was examined. The stableclearbrown
precursor solution was formed by mixing the 2-methoxyethoxide
with2-methoxyethanol in an appropriate ratio. The barium
titanate powder was at 130℃derived from a fully
hydrolyzedprecursor solution. The zirconium ion could be
dissoved in barium titanate atlowtemperature and its lattice
constant become larger than that of pure barium.
Thecrystallization of barium titanate become better as we
increasingof the annealtemperature Barium titanate(BaTiO3)
nanocrystalline thin film was prepared by the sol-gelprocess, in
which partially hydrolyzed 2-methoxyethoxide precursors were
used.The nanocrystalline thin film was successfully prepared by
dip coating. Theparticle size of pure barium titanate varied
from 10nm to 130nm when annealedfrom 600℃ to 900℃.
Ferroelectricity is not observed even annealed at 800℃. The
dielectric constant increased with the increasing of the
particle size andis stable (constant) with respect to the
temperature. The zirconium dopedpowder would inhibit the growth
of the particle and its dielectric constant islower than that of
pure barium titanate.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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