BaTiO3压电陶瓷的制备及表征开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

压电陶瓷是一类具有压电特性的电子陶瓷材料。

由于具有较好的力学性能和稳定的压电性能，压电陶瓷作为一种重要的力、热、电、光敏感功能材料，已经在传感器、超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等方面得到了广泛的应用。

压电材料及其应用取得划时代的进展应归咎于第二次世界大战中发现了batio3陶瓷，1947年，美国roberts在batio3陶瓷上，施加高压进行极化处理，获得了压电陶瓷的电压性，随后，日本积极开展利用batio3压电陶瓷制作超声换能器、高频换能器、压力传感器、滤波器、谐振器等各种压电器件的应用研究，这种研究一直进行到50年代中期。

2. 研究的基本内容和问题

钛酸钡是一种强介电化合物材料，具有高介电常数和低介电损耗，是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一。

本研究主要是batio3压电陶瓷的制备及表征。

具体的研究内容如下所述：1）查阅压电陶瓷相关的文献。

3. 研究的方法与方案

1）熔融盐法制备batio3分析纯baco3和 tio2将用作原料并按照(1)的化学计量比称料，以无水乙醇为介质，反应物与熔盐（kcl－nacl混合熔盐、kcl熔盐、nacl熔盐体系）质量比为1:2，1:1，2:1球磨12h，干燥，过筛，并在850～1150℃下反应3h以合成样品，所得粉体用75℃的去离子水洗涤多次，直至用agno3检验上清液中无cl－ 为止，干燥后即可使用。

反应方程式如下4baco3 13tio2→ba4ti13o3 ＋ 4co2↑ （1）2）在第二步中，以分析纯baco3和 第 一 步 产 物ba4ti13o3为原 料，按batio3的 化 学计量进行称料，实验方法同第一步，即可得到所需的粉体。

反应方程如下ba4ti13o3 ＋9baco3 →13batio3 ＋9co2↑（2）产品的表征通过xrd对产品进行测试分析。

4. 研究创新点

[1]孙丹丹,张家良,武燕庆,张仲秋,刘大康.原料预处理对BaTiO_3压电陶瓷的物性影响[J].无机材料学报.(2017)06-0615-06[2]闫玉兵.微波水热法合成纳米BaTiO_3粉体的掺杂改性与性能研究[J].吕梁学院.(2019)12-12157-05[3]王世超.钛酸钡基无铅压电陶瓷相结构优化及电学性能研究[J].湘潭大学.2019.6[4]张昌松,赵珂迪,陈勃新,雷春耀,石玉洁.两步熔盐法制备片状BaTiO_3晶体及其表征[J].功能材料.(2018)12-12200-05.[5]肖定全.关于无铅压电陶瓷及其应用的几个问题[J].电子元件与材料,23(11):62-65.[6]谭宏斌，马小玲．溶 胶－凝胶法制备钛酸钡陶瓷纤维[J]．压电与声光2013,35（6）：873－874．[7]忠 冉．铋层状结构无铅压电陶瓷的掺杂改性研究[D]．聊城：聊城大学,2017．[8]山东大学电铁电物理教研室.压电陶瓷及其应用[M].山东人民出版社,1974.[9]郑鹏.钛酸钡基陶瓷的压电物性与钛酸铜钙陶瓷的高介电物性[D].山东大学,2010.[10]M. A. Pena and J. L. G. Fierro.Chemical Structures and Performance of Perovskite Oxides[J].Chem. Rev. 2001, 101, 19812017.2000.9.28[11]AneesA.Ansari, NaushadAhmad, ManawwerAlam, Syed F.Adil, Shahid M. Ramay, AbdulrahmanAlbadri, AshfaqAhmad, Abdullah M.Al-Enizi, Basel F.Alrayes, MohamedE.Assal AbdulrahmanA.Alwarthan.Physico-chemical properties and catalytic activity of the sol-gel prepared Ce-ion doped LaMnO_3 perovskites.SCIENTIFIC REPORTS.2019.5.23.[12]Casey E. Beall, Emiliana Fabbri,* and Thomas J. Schmidt.Perovskite Oxide Based Electrodes for the Oxygen Reduction and Evolution Reactions: The Underlying Mechanism.acscatalysis.2021, 11, 30943114.[13]Tao Zhu, Yongrui Yang, and Xiong Gong.Recent Advancements and Challenges for Low-Toxicity Perovskite Materials.ACS Applied.Materials.Interfaces.2020, 12, 2677626811.[14]Enzhu Lin, Ni Qin,* Jiang Wu, Baowei Yuan, Zihan Kang, and Dinghua Bao.BaTiO3 Nanosheets and Caps Grown on TiO2 Nanorod Arrays Thin-Film Catalysts for Piezocatalytic Applications.ACS Applied.Materials.Interfaces.2020, 12, 1400514015.[15]Takamura H，Enomoto K，Aizumi Y，et al.Preparation and oxygenpermeability of Pr-Al-based perovskite-type oxides[J].Solid State Ionics,2004,175(1):379-382.

5. 研究计划与进展

(1)第1-2周（2021年3月1日—2021年3月12日）查阅文献资料。

(2)第3-4周(2021年3月15日—2021年3月26日) 作开题报告。

(3)第5-14周(2021年3月29日—2021年5月28日)进入实验室做毕业论文实验 (4)第15周(2021年5月31日—2021年6月4日)分析总结数据、撰写毕业论文。