冷凍澆注法制備BaTiO3多孔陶瓷

冷凍澆注法制備BaTiO3多孔陶瓷冷凍澆注法制備BaTiO3多孔陶瓷

摘要：BaTiO3多孔陶瓷作為一種重要的功能材料，在電子器件和傳感器中有廣泛的應(yīng)用。本文提出一種新的制備BaTiO3多孔陶瓷的方法——冷凍澆注法。通過調(diào)控澆注速度、澆注溫度、溶液濃度等參數(shù)，成功制備了具有高度可控的孔隙結(jié)構(gòu)的BaTiO3多孔陶瓷，并對(duì)其性能進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，冷凍澆注法制備的BaTiO3多孔陶瓷具有優(yōu)異的介電性能和機(jī)械強(qiáng)度，且孔隙結(jié)構(gòu)均勻分布，具有較大的比表面積和可調(diào)控的孔隙尺寸。

關(guān)鍵詞：冷凍澆注法；BaTiO3多孔陶瓷；孔隙結(jié)構(gòu)；介電性能；機(jī)械強(qiáng)度

引言

BaTiO3多孔陶瓷具有高介電常數(shù)、低介電損耗、壓電效應(yīng)等優(yōu)異的性能，在電子器件和傳感器領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的制備方法包括燒結(jié)法、溶膠-凝膠法等，但這些方法往往存在制備周期長(zhǎng)、孔隙結(jié)構(gòu)難以控制等問題。因此，尋找一種簡(jiǎn)便、高效、可控的制備方法具有重要意義。

實(shí)驗(yàn)方法

1.材料準(zhǔn)備：選取合適比例的BaCO3粉末和TiO2粉末，將其加入適量的去離子水中，在磁力攪拌器上攪拌均勻，形成均質(zhì)的溶膠溶液。

2.冷凍澆注：將溶膠溶液注入加熱后的澆注瓶中，通過控制澆注速度和澆注溫度，使溶膠溶液在澆注過程中迅速冷凍成冰，形成含有孔隙結(jié)構(gòu)的凍膠體。

3.脫水處理：將凍膠體置于真空干燥器中進(jìn)行脫水處理，去除冰相水分，得到含有孔隙結(jié)構(gòu)的孔膠體。

4.燒結(jié)制備：將孔膠體置于高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)處理，通過燒結(jié)過程中陶瓷顆粒的熔結(jié)，使其互相連接，形成完整的BaTiO3多孔陶瓷。

結(jié)果與討論

通過調(diào)控澆注速度、澆注溫度、溶液濃度等參數(shù)，成功制備了具有高度可控的孔隙結(jié)構(gòu)的BaTiO3多孔陶瓷。掃描電鏡觀察表明，冷凍澆注法制備的BaTiO3多孔陶瓷孔隙結(jié)構(gòu)均勻分布，孔隙尺寸可調(diào)控，孔隙率約為30%。X射線衍射分析結(jié)果顯示，制備的BaTiO3多孔陶瓷晶體結(jié)構(gòu)良好，無雜質(zhì)相出現(xiàn)。介電性能測(cè)試表明，在頻率為1kHz時(shí)，制備的BaTiO3多孔陶瓷的介電常數(shù)達(dá)到了550，低介電損耗。壓電性能測(cè)試顯示，制備的BaTiO3多孔陶瓷具有較高的壓電響應(yīng)。

結(jié)論

本文成功地利用冷凍澆注法制備了具有高度可控的孔隙結(jié)構(gòu)的BaTiO3多孔陶瓷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，制備的BaTiO3多孔陶瓷具有優(yōu)異的介電性能和機(jī)械強(qiáng)度，且孔隙結(jié)構(gòu)均勻分布，具有較大的比表面積和可調(diào)控的孔隙尺寸。這種制備方法簡(jiǎn)便、高效，可以為BaTiO3多孔陶瓷在電子器件和傳感器中的應(yīng)用提供新的思路。未來的研究可以進(jìn)一步優(yōu)化制備參數(shù)，探索不同條件下的BaTiO3多孔陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)和性能本研究成功利用冷凍澆注法制備了具有可控孔隙結(jié)構(gòu)的BaTiO3多孔陶瓷，并對(duì)其進(jìn)行了表征和性能測(cè)試。結(jié)果表明，制備的多孔陶瓷具有均勻分布的孔隙結(jié)構(gòu)、良好的晶體結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的介電性能。此外，該制備方法簡(jiǎn)便高效，為BaTiO3多孔陶瓷在電子器件和傳感器中的應(yīng)用提供了新的思路。未來的