【摘要】：鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物可用化學(xué)通式ABO_3來表示,其中A位離子一般為堿土(或稀土)離子,B位離子一般為過渡金屬離子。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物的功能特性起源于正(或負(fù))離子的位移偏移,通過對A、B位離子摻雜,使得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物具有非常豐富的物理化學(xué)特性,例如介電特性、鐵電特性、熱釋電特性、光電特性、光催化特性、超導(dǎo)特性、巨磁電阻效應(yīng)等等。目前鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的多個(gè)領(lǐng)域。BaTiO_3(BTO)和PbTiO_3(PTO)是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物材料的典型代表。作為一種典型的鐵電材料,BaTiO_3的鐵電性來源于Ti4+離子在氧八面體中的振動(dòng)。PbTiO_3作為壓電材料的典型代表,此類材料極大地拓展了鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物材料的應(yīng)用溫度范圍。然而之前的實(shí)驗(yàn)工作大多集中在BTO和PTO塊材的制備和表征方面上,由于電子器件的日趨微型化以及低維納米結(jié)構(gòu)具有許多獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),因此,鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物低維納米材料的制備和表征受到人們的廣泛關(guān)注。目前合成鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物材料有多種方法,如溶膠-凝膠法、微波水熱法、固相反應(yīng)法、化學(xué)溶液沉積法以及熔鹽法等。其中熔鹽法因其能明顯降低反應(yīng)溫度和縮短反應(yīng)時(shí)間、更易于控制粉體的形狀和尺寸、合成產(chǎn)物純度較高、雜質(zhì)易去除等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用。本論文利用熔鹽法合成了 BTO納米顆粒(0D納米材料)、納米棒(1D納米結(jié)構(gòu))以及PTO 1D納米結(jié)構(gòu),并對其微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。具體結(jié)果如下:第一部分為傳統(tǒng)熔鹽法制備BTO納米顆粒研究。實(shí)驗(yàn)中探究了不同退火溫度以及不同熔鹽比例對于BTO納米顆粒生長的影響。結(jié)果表明:隨著退火溫度的升高顆粒尺寸從200 nm增加到～1000 nm,晶胞參數(shù)c/a比從1.007增加到1.010;隨著熔鹽比例的增大,顆粒形狀從方形逐漸變化為球形,同時(shí)開始出現(xiàn)少量棒狀結(jié)構(gòu),并且產(chǎn)物中的BaC03雜相含量有所增加。介電性能測試結(jié)果表明,合成的BTO納米顆粒樣室溫下介電常數(shù)在700-1300(@ 1kHz),介電損耗在 0.01-0.03 之間。第二部分為傳統(tǒng)熔鹽法以及模板熔鹽法制備BTO 1D納米結(jié)構(gòu)的研究。實(shí)驗(yàn)中分別探究了反應(yīng)物種類、熔鹽比例、退火溫度以及保溫時(shí)間的變化對BTO1D納米結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:利用傳統(tǒng)熔鹽法在800℃(BaC204:Ti02(銳鈦礦):NaCl:KC1 = 1:1:60:60,保溫5 h)條件下可制備大量BTO的1D棒狀結(jié)構(gòu),棒長在5 左右,直徑在130-200 nm之間,形狀較均勻。模板熔鹽法在650℃(BaC204:BaTi205 模板:NaCl:KCl= 1:1:60:60,保溫 5 h)條件下制得大量 1D納米結(jié)構(gòu),產(chǎn)物很好地繼承了 BaTi205模板的形貌,長度在在5-10 μm左右(直徑在200-400nm左右)。紫外-可見光譜測試結(jié)果表明:熔鹽法合成的BTO棒狀樣品的光學(xué)禁帶寬度在2.5-2.6 eV之間,遠(yuǎn)小于相應(yīng)的BTO塊材(3.28 eV)。第三部分為傳統(tǒng)熔鹽法以及模板熔鹽法制備PTO 1D納米結(jié)構(gòu)的研究。傳統(tǒng)熔鹽法在熔鹽比例(NaCl:KC1)為30:30時(shí),得到了部分長度超過50 μm的1D棒狀結(jié)構(gòu)(直徑在550 nm-2.0 μm)。模板法制備得到了長度在3-10 μm左右的1D棒狀結(jié)構(gòu)(直徑在1.0 μm左右)同時(shí)出現(xiàn)一些顆粒連接的長條鏈狀結(jié)構(gòu),進(jìn)一步揭示了棒狀結(jié)構(gòu)可能的生長機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 高西漢;鈣鈦礦結(jié)構(gòu)[J];壓電與聲光;1994年04期

2 張曉楠;鄭官豪杰;蘇圳煌;韓玉潔;楊迎國;高興宇;;大氣環(huán)境中溶劑添加劑對制備鈣鈦礦薄膜的影響[J];核技術(shù);2018年05期

3 祝遠(yuǎn)民;劉銳銳;詹倩;;畸變鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的晶體定向轉(zhuǎn)換方法與應(yīng)用[J];人工晶體學(xué)報(bào);2014年05期

4 王琳;張敬波;;二維鈣鈦礦材料結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系研究[J];現(xiàn)代鹽化工;2018年02期

5 薄樹峰;孔晟宇;王利利;;鈣鈦礦結(jié)構(gòu)類型的功能材料的結(jié)構(gòu)單元和結(jié)構(gòu)演變[J];科技風(fēng);2017年15期

6 羅童;薛菜平;張春梅;何星輝;周芳;王東棟;;鈣鈦礦太陽電池活性薄膜層的穩(wěn)定性研究[J];北京印刷學(xué)院學(xué)報(bào);2017年08期

7 沈耀國;范寶殿;;鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料的制備方法研究[J];化工時(shí)刊;2008年11期

8 黃麗娜;曲炳郡;劉理天;;鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物電脈沖誘發(fā)可逆變阻機(jī)理的研究進(jìn)展[J];功能材料與器件學(xué)報(bào);2007年06期

9 陳皓然;夏英東;陳永華;黃維;;低維鈣鈦礦:兼具高效率和穩(wěn)定性的新型太陽能電池光吸收層候選材料[J];材料導(dǎo)報(bào);2018年01期

10 劉紅艷;陳鼎;葉插柳;李林;;機(jī)械合金化制備鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電陶瓷粉末的研究進(jìn)展[J];硅酸鹽通報(bào);2011年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 劉丹;周和平;;熔鹽法制備具有各相異性形狀的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)種晶[A];第十三屆全國高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2004年

2 李志鵬;范穎平;劉冉冉;邵志鵬;逄淑平;;鈣鈦礦薄膜的鈍化[A];第五屆新型太陽能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集（鈣鈦礦太陽能電池篇）[C];2018年

3 張茜;張聞;姚葉鋒;;鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中內(nèi)嵌小分子的運(yùn)動(dòng)與材料介電轉(zhuǎn)變的固體核磁共振研究[A];中國化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第六分會(huì)：金屬有機(jī)框架化學(xué)[C];2016年

4 童鵬;孫玉平;;錳基反鈣鈦礦結(jié)構(gòu)功能材料研究進(jìn)展[A];2012中國功能新材料學(xué)術(shù)論壇暨第三屆全國電磁材料及器件學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

5 程方聞;吳炳輝;鄭南峰;;新型二維鈣鈦礦材料在光伏器件中的應(yīng)用[A];第五屆新型太陽能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集（鈣鈦礦太陽能電池篇）[C];2018年

6 張京;陸超杰;侯大剛;陳人杰;曾昭兵;胡子陽;諸躍進(jìn);;功能性摻雜對有機(jī)無機(jī)鈣鈦礦以及全無機(jī)鈣鈦礦性能的影響[A];第五屆新型太陽能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集（鈣鈦礦太陽能電池篇）[C];2018年

7 黃曉鋒;吳炳輝;鄭南峰;;有機(jī)酸胺調(diào)控的TiO_2/鈣鈦礦界面提高電池的效率和穩(wěn)定性[A];第五屆新型太陽能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集（鈣鈦礦太陽能電池篇）[C];2018年

8 劉準(zhǔn);張立軍;;四元層狀鉍、銻鹵化物鈣鈦礦光電材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];第五屆新型太陽能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集（鈣鈦礦太陽能電池篇）[C];2018年

9 單躍進(jìn);;新型熱電換能材料-有序鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物Cd_3TeO_6的研究[A];2004年中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2004年

10 歐俊;吳伯麟;鐘蓮云;董順熙;;Ba(Mg~(x/12)Ta~(2x/12)Zr~((12-3x)/12))O_3系統(tǒng)相關(guān)系的研究[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅲ[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 黃慶;科學(xué)需交流[N];光明日報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 邵晶晶;鈣鈦礦材料用于催化乙醇蒸汽重整制氫反應(yīng)的研究[D];天津大學(xué);2017年

2 李亮;雜化鈣鈦礦的晶體生長動(dòng)力學(xué)及高效率太陽能電池[D];北京科技大學(xué);2018年

3 張飛;高效高穩(wěn)定性鈣鈦礦太陽能電池中的關(guān)鍵材料研究[D];天津大學(xué);2017年

4 王蒙;鎳基鈣鈦礦材料在甲烷干重整中的應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

5 張帆;溶劑工程和界面優(yōu)化提高平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽能電池性能的研究[D];太原理工大學(xué);2017年

6 張旭輝;連續(xù)沉積法制備鈣鈦礦薄膜研究及在鈣鈦礦太陽電池中的應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

7 廖偉強(qiáng);有機(jī)—無機(jī)雜化鈣鈦礦鐵電多功能材料及錫基鈣鈦礦太陽能電池的制備與研究[D];東南大學(xué);2017年

8 朱立峰;鈣鈦礦太陽能電池材料及制備工藝研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所);2017年

9 徐余顓;有機(jī)鉛鈣鈦礦光伏器件制備工藝及其界面修飾方法研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所);2017年

10 石將建;鈣鈦礦太陽能電池電子和離子電荷動(dòng)力學(xué)研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 戶守明;鈣鈦礦晶體管的制備與性能研究[D];電子科技大學(xué);2018年

2 王晨韻;基于新型空穴傳輸材料的鈣鈦礦太陽能電池[D];電子科技大學(xué);2018年

3 張瑞;鈣鈦礦太陽能電池的制備及阻抗特性研究[D];電子科技大學(xué);2018年

4 孫蕾;兩種鈣鈦礦氧化物薄膜的制備和電磁性能研究[D];南京大學(xué);2018年

5 孫士斌;全無機(jī)鈣鈦礦納米晶的可控合成及光學(xué)性質(zhì)研究[D];南京大學(xué);2018年

6 薛飄潔;鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物低維納米材料的制備與表征[D];南京大學(xué);2018年

7 胡西紅;氧化銅薄膜的制備及鈣鈦礦薄膜太陽電池穩(wěn)定性研究[D];陜西師范大學(xué);2017年

8 肖科;基于反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽電池的性能優(yōu)化和穩(wěn)定性研究[D];浙江理工大學(xué);2018年

9 麻超燕;基于新型鈣鈦礦材料的太陽能電池研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院);2017年

10 張帥;鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料的制備和光電性質(zhì)研究[D];山東師范大學(xué);2017年

本文編號：2777452