【摘要】：鈦酸鋇(BaTi O_3)作為一種傳統(tǒng)的電介功能陶瓷材料,可以應(yīng)用于陶瓷元件的制造。近幾年,隨著陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,陶瓷元件逐漸向微型化、個性化方向發(fā)展,且新型陶瓷元件的制造與成型工藝有著密切的關(guān)系。因此,對鈦酸鋇成型工藝提出了更加精密化、快速化的要求。目前,影響成型工藝的因素主要有:鈦酸鋇成型材料的開發(fā)、成型精度的提高及應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬等。關(guān)于成型工藝需求,本論文制備可用于成型的鈦酸前驅(qū)體陶瓷墨水,并研究制備方法,分散介質(zhì),分散劑,固相含量等因素對墨水的穩(wěn)定性、粘度、表面張力、粒徑分布等性能的影響。此外,還對鈦酸鋇前驅(qū)體陶瓷墨水的噴涂性能及后處理工藝進(jìn)行研究。研究表明:(1)將鈦酸鋇前驅(qū)體顆粒研磨,得到的鈦酸鋇前驅(qū)體粉體可以過270目標(biāo)準(zhǔn)篩。(2)在乙醇、蒸餾水、正丁醇、異丙醇四種不同分散劑中,以異丙醇作為分散劑時,穩(wěn)定性較好。(3)在聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇20000(PEG)、聚丙烯酸(PAA)、壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)四種分散劑中,使用聚乙二醇20000為分散劑時,穩(wěn)定性較好。(4)對制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,選出分散劑的最佳濃度在5wt%(相對于墨水中鈦酸鋇前驅(qū)體的質(zhì)量而言);選出鈦酸鋇前驅(qū)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%~16%之間;前驅(qū)體陶瓷墨水的粒徑分布在1~50nm之間。在高剪切率下粘度在16~19 mPa·s之間,表面張力在34~39mN/m之間,流變性參數(shù)Z均在1~10之間,可以形成穩(wěn)定的墨滴,符合快速成型中陶瓷墨水的性能要求。(5)對流變性能良好的鈦酸鋇前驅(qū)陶瓷墨水進(jìn)行噴涂實驗,及使用干壓成型和燒結(jié)技術(shù)對陶瓷墨水進(jìn)行后處理。研究表明:在噴涂實驗中,溫度為60℃左右,壓力為0.45~0.5Mpa,噴槍與銅箔的距離為20~30cm時,有很好的噴涂效果;在成型實驗中,升溫速率越慢、燒結(jié)溫度越高、成型壓力越大、保壓時間越長,陶瓷坯體越致密。且最佳成型條件為,成型壓力為10MPa,燒結(jié)溫度為1000℃,保壓時間為5min,制得的鈦酸鋇陶瓷坯體的致密度最好,且體積密度達(dá)到81.6%。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ174.1
【圖文】：

些晶體結(jié)構(gòu)的變化可以認(rèn)為是立方晶胞中的離子沿著立方體邊緣（001），面對角線（011）或體對角線（111）發(fā)生位移極化，從而體現(xiàn)出不同的電性能。其具體晶體結(jié)構(gòu)隨溫度的變化如下圖1.2所示。

以B位為中心的金屬離子，周圍結(jié)合6個氧離子構(gòu)成了BO6型八面體結(jié)構(gòu)，如下圖1.1（a）所示。其中A位離子位于立方體的八個頂點上，B位離子位于立方體的體心，O離子位于立方體的六個面心上，如下圖1.1（b）所示。且在ABO3中A離子和O離子按立方最緊密方式排列，每個A周圍有12個O離子形成立方八面體，每個B周圍有6個O離子形成八面體，每個O離子周圍有2個B離子和4個A離子[2]，如下圖1.1（c）所示。且每個BaTiO3晶胞中各個原子個數(shù)分別為：321:6i:1181:8×=×=OTBa即鈦酸鋇晶胞的結(jié)構(gòu)式為BaTiO3。鈦酸鋇為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)晶體

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2738379