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片状钛酸铋模板晶粒的合成机理研究

2021-12-12魏丹丹李文轩孔庆霞

科技信息·学术版 2021年32期

魏丹丹 李文轩 孔庆霞

摘要:目前对于制备对称性较高的钙钛矿结构的织构陶瓷,一般选用的是二维片状结构的模板晶粒。本文通过熔盐法合成二维片状钛酸铋模板晶粒,详细研究了熔盐种类对片状钛酸铋微观形貌的影响。同时阐述了片状钛酸铋模板晶粒的合成机理。

关键词:片状钛酸铋;熔盐法;模板晶粒

一、引言

通过模板晶粒生长技术制备高取向度的织构化陶瓷,最关键的两个步骤如下:一是在流延成型过程中,模板晶粒在素坯膜中可以高度定向排列;二是在生瓷片的致密化烧结过程中,基体能够在各向异性的模板晶粒表面进行外延生长。因此,各向异性的模板晶粒既作为晶粒定向生长的种子又作为用于外延生长的衬底,在整个实验过程中是非常重要的一个组成部分。制备出合适的模板晶粒是整个工艺过程中至关重要的一步。早在1973年,R.H. Arendt就通过熔盐法合成了BaFe12O19和SrFe12O19粉体[1]。此后,各国研究学者们广泛采用该方法制备出了各种具有各向异性的电子陶瓷粉体,如MgNb2O6 [2]、SrNb2O7 [3]等。熔盐过程可简单概述为:将盐类和反应物按照一定的比例混合,混合均匀后进行加热,反应物在熔融的盐中进行原子级别的反应,然后选用合适的溶剂将盐类和反应产生的副产物溶解,经过滤洗涤得到纯净的目标产物。

二、实验方法

首先按照化学计量比称取一定质量的Bi2O3和TiO2粉体,以无水乙醇为介质,球磨4h使得两种粉体混合均匀。然后加入一定量的盐继续球磨4h,经干燥、研磨过筛后,装入氧化铝坩埚,放置在烧结炉中,以5ºC/min的升温速率升至800ºC保温2h。……

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