钛酸钡掺杂稀土铈的合成与性能研究
毕业论文关键词：钛酸钡；掺杂；稀土铈；熔盐
The Synthesis and Performance Research of BaTiO3 Doped With Rare Earth Cerium
Abstract：This paper was prepared by molten salt doped barium titanate powder of rare earth cerium element synthesis，In a series of advanced testing means such as XRD， SEM，respectively on the samples of powder particle size，surface morphology，crystalline phase of the study；In addition，also use X-ray diffraction to characterize the synthetic samples．The analysis results show that the sample of the doped cerium powder most of them are form of four phase barium titanate crystal，crystal well developed at the same time，three-dimensional shape and no reunion phenomenon．Basic principle of molten salt method，it can also be the preparation of many different shapes and rules of appearance of pure phase titanate powder series．This article more clearly explains the four phases of BaTiO3 microstructure．
Key Words：BaTiO3；Doping；Rare Earth Cerium；Molten Salt Method
目 录
摘 要 1
引 言 1
1实验部分 3
1.1仪器及试剂 3
1.2钛酸钡粉末的制备 3
1.3 钛酸钡粉末微观形态的的检测 4
2结果与讨论 4
2.1钛酸钡粉末微观形态的表征与分析 4
2.2钛酸钡粉末X射线衍射的图谱分析 6
3结 论 9
参考文献 9
致 谢 12
钛酸钡掺杂稀土铈的合成与性能研究
引 言
钛酸钡(BaTiO3)是一系列的钛酸盐系列材料的最基础和最重要的的生命源头，研究好钛酸钡的结构与性能将会对未来材料的发展带来十分光明的前景。钛酸钡自身拥有十分精良的压电性、介电性、绝缘性和铁电性能，附加值高，同时它具有较高的介电常数，比较低的介电损耗等一系列的优点，因此备受世界各地研究学者的青睐。特别是在科技飞速发展的今天，它迅速的被广泛的应用于体积小、容量大的微型电容器、电子计算机记忆元件、热敏电阻等元器件中等等，成为人们争相追逐的挚爱。但是，科学的飞速发展瞬息万变，时代前进的步伐也让人永远不停地学习学习再学习，随着人们越来越不满足传统的钛酸盐系列材料，那么相较于对各种器件的高密度、高集成化、微型化发展有了更加严格苛刻的要求，因此，世界各地的学术领域对BaTiO3类材料提出了更加疯狂的地狱式研究。
随着科学家们不断的探索与摸索，他们终于发现了介质离子如稀土元素铈掺杂于钛酸钡材料中可使其材料电阻具备有比较大的正温度系数，同时对半导体的改性有了很大的帮助[1-3]，特别是在电子泛滥的现在而言，相较于对微观结构的BaTiO3材料的分析与研究就成了人们炙手可热的竞争对象。在开始做实验时，最重要的一步就是：必须精确地了解钛酸钡材料的微观结构和形态。BaTiO3材料是特殊的钙钛矿结构[4]，其结构通式为ABO3，而负离子堆积结构为立方密堆，属立方晶系，通常A是二价（或一价）金属离子，B是四价（或五价）金属离子。在化学反应中A位和B位可以通过用其它离子(如La3+，Ce4+等)置换的方法来合成新的成分，因此受到了世界的广泛重视和深入探索[5-13]。而在现代工业领域中有一种说法，稀土元素被称为时代文他命[14]，科学家总是希望通过实验把稀土元素掺杂在钛酸钡材料中以降低其介电损耗、提高它的介电温度稳定性、改善其可靠性[15]。现如今为了改善BaTiO3材料介电性能，往往是通过掺杂一些稀土元素的实验来完成的，当然了这类报道还是特别的多，已有文献指出稀土元素Ce3+可以通过取代A位上的Ba2+有效降低BaTiO3居里温度点[16]，Ce4+离子可以对B位Ti4+取代，却不能改变其居里温度点。因此本实验，我们用熔盐法制备钛酸钡掺杂稀土铈的粉末，并对其物相结构、微观形貌和形态研究[17]，进一步了解其特性。