镧掺杂钛酸钡粉体的水热改性
掺杂钛酸钡粉体及陶瓷的制备和介电性能研究
ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ＸＲＤ，
ＳＥＭ ａｎｄ ＴＥＭ ｍｅｔｈｏｄｓ＋Ｔｈｅ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｒａｍｉｃｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．
Ｉｎ ｇｅｎｅｒａｌ，ｔｈｅ ｍａｉｎ ｗｏｒｋ ｉｓ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：
１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｇｉｅｓ ｏｆｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ Ｔｈｅ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ ｐｏｗｄｅｒｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｓｏｌ－ｇｅｌ ｍｅｔｈｏｄ
ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｂａｒｉｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ ｐｏｗｄｅｒｓ．Ｓｏ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ Ｎｂ２０５，Ｃ０２０３，ＮｉＯ，
ｂａｒｉｕｍ Ｎｄ２０３ ａｎｄ Ｎｂ２０ｓ－Ｃ０２０３＊－Ｎｄ２０３ ｄｏｐｅｄ
ｔｉｔａｎａｔｅ ｐｏｗｄｅｒｓ ａｎｄ ｃｅｒａｍｉｃｓ ｗｅｒｅ
ｃｅｒａｍｉｃｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｓｏｌ—ｇｅｌ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｐｏｗｄｅｒｓ ａｎｄ
ｃａｌｃｉｎｅｄ ａｔ ８００。Ｃ ｆｏｒ ２ｈ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃａｌｃｉｎｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｔｉ／Ｂａ ｒａｔｉｏ，ｆｉｒｅｄ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ
《2024年镧基钙钛矿光催化剂的制备及其在环境净化方面的应用》范文
《镧基钙钛矿光催化剂的制备及其在环境净化方面的应用》篇一一、引言随着工业化进程的推进，环境污染问题日益突出，特别是水体污染已经成为当前全球关注的重要问题。
传统治理水体污染的方法如物理吸附、生物降解等，虽然有一定效果，但往往存在处理效率低、成本高、二次污染等问题。
因此，开发高效、环保、低成本的净水技术显得尤为重要。
镧基钙钛矿光催化剂作为一种新型的光催化材料，具有优异的催化性能和稳定性，在环境净化领域具有广阔的应用前景。
本文将重点介绍镧基钙钛矿光催化剂的制备方法及其在环境净化方面的应用。
二、镧基钙钛矿光催化剂的制备镧基钙钛矿光催化剂的制备主要包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法。
该方法首先将镧盐和其他金属盐溶解在有机溶剂中，形成均匀的溶液；然后通过控制溶液的pH值、温度等条件，使溶液发生凝胶化反应，形成钙钛矿前驱体；最后经过热处理，得到镧基钙钛矿光催化剂。
在制备过程中，需要控制好原料的配比、溶液的pH值、温度等参数，以保证催化剂的结晶度和催化性能。
此外，还可以通过掺杂其他元素、改变催化剂的形貌和尺寸等方式，进一步提高催化剂的性能。
三、镧基钙钛矿光催化剂在环境净化方面的应用1. 污水处理：镧基钙钛矿光催化剂具有优异的光催化性能和稳定性，能够有效地降解水中的有机污染物。
通过将催化剂投入含有有机污染物的水体中，利用光照激发催化剂产生电子-空穴对，进而与水中的氧气和污染物发生氧化还原反应，实现污染物的降解和矿化。
2. 空气净化：镧基钙钛矿光催化剂还可以应用于空气净化领域。
通过将催化剂置于室内或室外环境中，利用自然光或人工光源激发催化剂产生电子-空穴对，与空气中的有害气体（如甲醛、苯等）发生氧化还原反应，将其转化为无害物质。
3. 消毒杀菌：镧基钙钛矿光催化剂具有强氧化性，能够有效地杀灭细菌和病毒。
通过将催化剂置于医院、实验室等需要消毒杀菌的场所，利用光照激发催化剂产生具有强氧化性的活性物种，破坏细菌和病毒的细胞结构，实现消毒杀菌的目的。
镧系离子掺杂半导体上转换材料的简要概述
镧系离子掺杂半导体上转换材料的简要概述1. 引言1.1 概述本文旨在对镧系离子掺杂半导体上转换材料进行简要概述。
随着科学技术的不断进步，上转换材料在光电领域中扮演着至关重要的角色。
上转换过程是指通过吸收辐射能量并将其转化为更高能量的光，在太阳能电池、荧光显示器和生物成像等领域具有广泛的应用前景。
而镧系离子掺杂半导体作为一种重要的上转换材料，因其特殊的发光性质和较大的位移交叉截面而备受研究者关注。
1.2 背景随着人们对节能环保和可再生资源利用需求的不断增长，绿色新能源和高效光电器件的研究得到了广泛关注。
而太阳能电池作为目前最常见和最具潜力的新能源发电方式之一，其效率提升是解决能源问题中的重要课题。
然而，现有太阳能电池往往无法有效利用来自太阳或其他辐射源中低能量光线。
此时，上转换材料就成为了解决该问题的一种有效途径。
1.3 目的本文旨在对镧系离子掺杂半导体上转换材料进行简要概述，通过深入了解离子掺杂技术、镧系离子特性和半导体基础知识，从而揭示上转换原理及其应用领域。
同时，我们将着重介绍合成及性能调控技术，并展望未来发展方向。
通过本文的阐述，希望读者能够全面了解镧系离子掺杂半导体上转换材料的研究进展与前景，为相关领域的科学家和工程师提供参考和启示。
2. 镧系离子掺杂半导体2.1 离子掺杂简介离子掺杂是指将外源性离子引入晶格中的一种技术，在半导体材料中特别常见。
其中，镧系离子是一类广泛应用于半导体的离子掺杂物种。
通过离子掺杂，可以有效地改变半导体的电学、磁学和光学性质，以满足不同领域的需求。
2.2 镧系离子特性镧系元素是指周期表中镧系元素La至Lu。
这些元素具有独特的电学和光学性质，使其成为半导体上转换材料的理想选择。
镧系离子在激发态下能够较长时间地保持其能级，因此可以实现高效率的荧光发射。
另外，镧系离子还具有丰富的跃迁能级和较窄的共振吸收峰，并且相互之间存在强耦合效应。
这些特性使得镧系离子在上转换过程中具有很大优势，从而提高了上转换效率并降低了能量损失。
镧掺杂对钛酸铅粉体形貌及粒径的影响
１ 实验部分
１ １ 试 剂 与仪 器 ．
日前制备Ｐ ＴＯ 粉体 的方法 主要有 固相烧 结 ｂ ｉ 法、 溶胶 一 凝胶法 、 沉淀法和水热法等。与其他方法
基 金项 日 ： 北 师 范 大 学 青 年 基 金 项 目（ ２ ０ Ｑ ０ 。 河 Ｌ ０ ６ ２ ）
２ 结 果 与 讨 论
２ １ 镧 掺 杂量对 钛 酸铅粉 体相 组成 及形 貌 的影 响 ．பைடு நூலகம் Ｐ ＴＯ ｂ ｉ 和 Ｂ ＴＯ ａ ｉ 一样 ， 四方相 和立 方相 ２种 有
能 ／ｅ ｋＶ
结 构 Ｊ其颗 粒外 形 各 不 同 ， 且 其 Ｘ Ｄ谱 图有 明 ， 而 Ｒ 显 区别 ， 四方相 的 电性 能优 于立 方相 ， 至具 备后 者 甚 不具 备 的性 能 （ 压 电性 等 ） 而 立 方相 可 以在 高 温 如 ，
反应 釜 。
水热 条件 下 ，ａ 只有 极少 部分 进入 ＰＴＯ Ｌ¨ ｂ ｉ 晶格 中
取代 Ａ位的 Ｐ ， ｈ 大部分仍 以Ｌ （ Ｈ）形式分布于 ａＯ 产 品 的晶粒 问界处 或 吸附在 颗粒 表面 。
由图 １ 可 以看 到 ， 还 随着 镧掺 杂量 的增加 ， 位 峰 虽然 没有 明显 变 化 ， （ ０ 处 峰 的相 对 高 度 逐 渐 但 １０）
２ Ｃ ａ ｇｈ ｎＩｓｔｔ ｏ ｐｉ ｈｍｓｙ Ｃ ｉ ｓ Ａ ａ ｅ ｙｏ ｉ ｃｓ ． ｈ ｎｃ ｕ ｔｕｅｆＡ ｌｄＣ ｅ ｉｒ－ｈｎ ｅ ｃｄｍ Ｓ ｅ ｅ） ｎｉ ｐ ｅ ｔ ｅ ｆ ｃｎ
Ａｂｓ ｒ ｔ Ｓ ｒｅ ａｅ ｅ ｒｈ ｄ ｐ ｄ ｌ ａ ｉａ ａ ｅｃ ｒ ｍｉ ｓａ ｅｉ ｏ ｔ ｎ ｅ ｏ ｌｃ ｒｃ ａ ｄ ｐ ｒ ｅ ｅ ｔｉ ｔｒａｓ， ｔｔ ｅｒ ｔａｃ ： ｅ ｉｓ ｒ ｒ ａｔ ｏ ｅ ｅ ｄ ｔｔｎ ｔ ｅ ａ ｃ ｒ ｍｐ ｒａ ｔｐｉｚ ｅ ｅ ｔ ｎ ｙ ｏ ｌ ｃｒｃ ｍａｅ ｌ ｂｕ ｈ ｉ ｉ ｉ
钛酸钡粉体的水热合成实验报告
钛酸钡粉体的水热合成实验报告以下是一份钛酸钡粉体的水热合成实验报告:实验目的：本实验旨在通过水热合成法制备钛酸钡粉体，并研究反应温度、反应时间、反应体系中钡钛比和钡浓度、钛酸四丁酯水解程度以及乙醇用量等因素对钛酸钡粉体颗粒特征的影响。
实验材料：1. 八水合氢氧化钡 (Ba(OH)2·8H2O)2. 钛酸四丁酯 (Ti(OC4H9)4)3. 二氧化钛 (TiO2,30% 金红石型和 70% 锐钛矿型)4. 氨水5. 乙醇和水6. 氯化钠溶液实验步骤：1. 制备钡钛酸盐溶液：将 Ba(OH)2·8H2O 和 Ti(OC4H9)4 分别溶解于水中，然后用氨水调 pH 值为 8-9，制得钡钛酸盐溶液。
2. 制备模板：将一定量的 TiO2 粉体溶解于水中，然后用氢氧化钠溶液调 pH 值为 8-9，制得模板。
3. 模板上生长钛酸钡晶体：将模板放入钡钛酸盐溶液中，调节温度为 (30±2)°C，反应时间为 24 小时。
4. 分离和纯化钛酸钡晶体：将生长好的钛酸钡晶体从模板上取下，用乙醇清洗，然后过滤，用乙醇浸泡，最后离心分离，得到纯化的钛酸钡晶体。
实验结果：通过控制反应温度、反应时间、反应体系中钡钛比和钡浓度、钛酸四丁酯水解程度以及乙醇用量等因素，可以得到不同形状的钛酸钡粉体。
研究发现，随着反应温度的升高，钛酸钡粉体的颗粒大小逐渐减小，平均粒径从 (423.33±11.68) 纳米下降到 (257.33±10.16) 纳米;反应时间的延长有利于钛酸钡由立方相向四方相的转变，但同时也会导致颗粒大小减小。
在最佳的体积比为VTi(OC4H9)4VH2O1.7,VCH3CN2OHVTi(OC4H9)40.6 的情况下，得到的钛酸钡粉体具有最小的平均粒径 (257.33±10.16) 纳米，并且呈现出四方相。
此外，在反应体系中加入适量的氯化钠溶液可以提高钛酸钡粉体的纯度。
铋掺杂改性TiO2催化剂的制备方法研究进展
铋掺杂改性TiO2催化剂的制备方法研究进展本文介绍了水热法和溶胶-凝胶法及一些其他方法制备掺铋的二氧化钛光催化剂的原理及特点，综述了国内外对铋掺杂改性二氧化钛催化剂的制备方法的研究新进展。
标签：TiO2光催化剂制备方法掺铋一、前言长期以来，二氧化钛光催化由于在废水净化的应用价值，受到了人们的重点关注。
但是，二氧化钛晶体有较大的禁带宽度，只有波长在紫外区（λ<387nm）才能被激发，而且光量子效率较低，这在一定程度上限制了其应用。
铋掺杂改性二氧化钛可以明显减小二氧化钛的禁带宽度，特别是在可见光范围内有明显的吸收，从而提高可见光的利用率，所以铋掺杂改性二氧化钛是热门的研究方向。
本文将对水热法、溶胶-凝胶法以及一些其他方法制备掺杂铋元素的二氧化钛所表现出的一些不同性能和结构进行介绍。
二、水热法水热法是利用化合物在高温高压水溶液中的溶解度增大、离子活度增强、化合物晶体结构转型等特殊性质，在特制的密闭反应容器里，以水溶液作反应介质，通过对容器加热，创造一个高温、高胀的反应环境，使通常难溶或不溶的物质溶解并重结晶，从而制得相应的超细粉体。
用该法的制得的超细产品，纯度高、分散性好，晶型好且颗粒大小可控。
Li，Haiyan[1]等以水热法制备了Bi掺杂的TiO2光催化剂。
发现铋离子没有纳入到TiO2晶格中，而是以BiOCl的形式存在。
Wu，Ming-Chung[2]等以水热法来制备Bi掺杂的TiO2。
对于光催化降解有机染料甲基橙，在可见光照射下，5%摩尔比和10%摩尔比的Bi掺杂的TiO2比纯TiO2纳米纤维表现出更高的活性。
Zhou，Shu-Mei[3]等以水热法合成了纳米TiO2/二苯二甲酸/ BiOCl纳米厚度小于5 nm的大型装饰超薄纳米片。
Lin Xue[4]等通过一步水热法合成了直径为40 nm纳米线。
三、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法的原理就是胶体化学的方法，即通过水化溶解的方法，将分散介质转化为溶液胶体，然后在适当的条件下形成凝胶。
掺镧钛酸锶-概述说明以及解释
掺镧钛酸锶-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下信息：掺镧钛酸锶是一种陶瓷材料，具有广泛的应用前景和研究价值。
它是通过将钛酸锶（SrTiO3）中掺杂一定比例的镧（La）元素而制得的。
镧元素的加入可以改变钛酸锶的物理性质，使其具有更多的优异特性。
掺镧钛酸锶在光学、电子、能源等领域具有重要的应用潜力。
掺镧钛酸锶的主要特点之一是它的介电常数（Dielectric constant）较高。
高介电常数可以使其在电容器和微电子器件中作为介质层使用，以提高电容器和器件的性能。
此外，在光学领域，掺镧钛酸锶也可以用于制备高折射率的透明薄膜，可应用于光学镜片、激光器等光学设备中。
另一个重要的特性是掺镧钛酸锶的磁性。
磁性材料在电子器件、传感器和储存器件等方面有着广泛的应用。
通过掺杂不同比例的镧元素，可以调节掺镧钛酸锶的磁性能，提高其在磁记录和磁存储器件中的应用价值。
掺镧钛酸锶的热力学性质也值得关注。
由于镧元素的掺杂，掺镧钛酸锶的晶格结构和热膨胀系数都会发生变化，这对于其在高温环境下的稳定性和应用范围有着重要的影响。
因此，研究掺镧钛酸锶的热力学性质，对于其在高温气体分离、固体氧化物燃料电池等领域的应用具有重要意义。
总之，掺镧钛酸锶作为一种具有特殊性质的陶瓷材料，具有巨大的应用潜力。
进一步研究其制备、性能调控和应用领域，将为材料科学和工程领域的发展带来新的突破和机遇。
1.2文章结构文章结构部分的内容是为了介绍整篇文章的组织和布局，让读者更好地理解文章的内容和逻辑结构。
在本文中，文章结构部分的内容可以包括以下几个方面：1.2 文章结构本文将按照以下结构来呈现关于掺镧钛酸锶的内容：第一部分为引言，主要包括概述、文章结构和目的。
在概述部分，将简要介绍掺镧钛酸锶的背景和研究意义。
然后，详细说明文章的结构，包括主要的章节和各个章节之间的关系。
最后，明确文章的目的，即通过对掺镧钛酸锶的研究，探索其在某一领域的应用前景。
锶掺杂的钛酸钡陶瓷制备及介电性能
锶掺杂的钛酸钡陶瓷制备及介电性能巩晓阳;李允令;李伟杰【摘要】钛酸钡作为一种高介电材料，在相变温度120℃附近具有较大的介电常数，为了更好应用于电子陶瓷材料中，需添加锶、锆、硅等掺杂物降低其相变温度至室温附近。
本文用固相反应法制备了多种比例锶掺杂的钛酸钡陶瓷（Ba1-xSrxTiO3）。
在不同频率下对其介电性能与相变温度做了对比研究。
研究结果表明：一定比例锶掺杂能提高钛酸钡陶瓷的有效介电常数，同时随着掺杂比例增加可使相变温度向低温方向移动。
x＝0．3的锶掺杂比例使钛酸钡的相变温度移至室温附近，介电常数高于6000，满足了一般电容器的工作环境要求。
【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P92-95)【关键词】钛酸钡;钛酸锶钡陶瓷;介电性能;固相法【作者】巩晓阳;李允令;李伟杰【作者单位】河南科技大学物理工程学院，河南洛阳 471023; 河南科技大学洛阳市光电功能材料重点实验室，河南洛阳 471023;河南科技大学物理工程学院，河南洛阳 471023; 河南科技大学洛阳市光电功能材料重点实验室，河南洛阳471023;河南科技大学物理工程学院，河南洛阳 471023; 河南科技大学洛阳市光电功能材料重点实验室，河南洛阳 471023【正文语种】中文【中图分类】O484钛酸钡作为一种高介电材料，是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一［1－6］。
但纯钛酸钡陶瓷的相变温度（居里点）约为120℃，此时具有最大的介电常数，而室温时介电常数较小，同时其较高的温度系数及随电压和频率的变化具有不稳定性，使其应用受到极大的局限，通常通过添加锶、锆、硅等掺杂物可以有效地改善它的性质［4－9］。
钛酸锶钡陶瓷因具有较高的电容率，低介电损耗，优良的铁电、压电、耐压和绝缘性能，广泛应用于体积小而容量大的微型电容器、热敏电阻、超大规模动态随机存储器、调谐微波器件等，是一种重要的电子陶瓷材料。
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罗晖等：污水污泥页岩陶粒烧胀特性· 1253 ·第38卷第7期镧掺杂钛酸钡粉体的水热改性蒲永平1,2，庄永勇1,2，吴海东1，许宁1，刘建科1(1. 陕西科技大学材料科学与工程学院西安 710021；2. 教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室西安 710021)摘要：以固相法合成的BaTiO3粉体和La(NO3)3溶液为反应前驱物，NaOH为矿化剂，对BaTiO3粉体表面进行镧掺杂水热改性。
利用X射线衍射仪、扫描电镜、Fourier红外光谱仪和透射电镜等研究了水热处理后BaTiO3粉体及陶瓷的相组成、晶粒尺寸、颗粒形貌及电性能。
结果表明：对不同镧掺杂浓度的BaTiO3粉体进行水热处理后，粉体粒径变小，粒度分布范围变窄，颗粒形貌变得圆整，实现了高温、高压条件下的水热“整形”作用。
在BaTiO3粉体颗粒表层形成了一层约50nm厚的富镧层，实现了高温高压下对BaTiO3陶瓷粉体的改性。
将改性后的BaTiO3粉体制成陶瓷，其室温电阻率测试结果表明，经水热处理后的粉体改善了镧在钛酸钡陶瓷中的掺杂均匀性，掺杂半导化浓度范围加宽。
关键词：钛酸钡；镧掺杂；水热处理；均匀性中图分类号：TB34 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2010)07–1253–05HYDROTHERMAL MODIFICATION OF La-DOPED BaTiO3 POWDERSPU Yongping1,2，ZHUANG Yongyong1,2，WU Haidong1，XU Ning1，LIU Jianke1(1. School of Materials Science & Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi’an 710021; 2. Key Laboratoryof Auxiliary Chemistry & Technology for Chemical Industry, Ministry of Education, Shaanxi University of Science andTechnology, Xi’an 710021, China)Abstract: The surface of La-doped barium titanate (BaTiO3) powders was modified by a hydrothermal process using BaTiO3 powders, which prepared by solid phase synthesis method, and La(NO3)3 solutions as precursors, and NaOH solutions as mineralizer. The phase composition, crystalline grain size, grain morphology and electric property of BaTiO3 powders and ceramics after hydrothermal treatment were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscope, Fourier transform infrared spectrophotometer and transmission electron microscope, etc. The results show that the product with finer particle size and narrower size distribution can be obtained after hydrothermal modification. The morphology of BaTiO3 particles becomes rounder achieving hydrothermal modifica-tion under high temperature and high pressure conditions. La layer with thickness of about 50nm on the surface of BaTiO3 particles is formed by hydrothermal modification. The distribution of lanthanum in the La-doped BaTiO3 ceramics can be more homogeneous after hydrothermal treatment. The doping concentration range of semi-conductivity is broadened.Key words: barium titanate; lanthanum-doped; hydrothermal process; homogeneity由于四方相钛酸钡陶瓷显著的介电、压电性能使其在多层陶瓷电容器、热敏电阻器和光电元件等电子元件中具有广泛的应用。
[1]为提高元器件性能，需要制备结构致密且均匀的陶瓷材料，而要得到这种陶瓷材料就必须以低团聚程度钙钛矿相的性能优异的钛酸钡粉体作为原料。
[2]四方相钛酸钡粉体的制备方法有很多，如：固相法、溶胶–凝胶法、水热法和共沉淀法等。
溶胶–凝胶法和共沉淀法因原料成本高而难以产业化。
[3]固相法是目前最主要的钛酸钡粉体制备方法，但固相法合成的BaTiO3粉体颗粒粗大，表面活性差，团聚严重，组成偏析，严重影响了电子元器件的电性能。
水热法制备的钛酸钡粉体，晶粒发育完整、粒度分布均匀、颗粒之间团聚程度相对较低，有利于掺杂改性，不需要球磨就可以直接用于生产，但是水热法制备的钛酸钡粉体在室温下通常是立方相晶体结构，为了得到四方相晶体结构，必须经过高温煅烧处理，这无疑将增加生产成本。
而粒度过小的粉体因活性太高，在收稿日期：2010–01–14。
修改稿收到日期：2010–03–12。
基金项目：教育部科学技术研究重点项目(209126)；陕西省科技厅工业攻关项目(2010K10–14)；陕西省教育厅科研专项基金(112H011)及陕西科技大学研究生创新基金资助项目。
第一作者：蒲永平(1971—)，男，博士，教授。
Received date:2010–01–14. Approved date: 2010–03–12. First author: PU Yongping (1971–), male, Ph.D., professor.E-mail: puyongping@第38卷第7期2010年7月硅酸盐学报JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol. 38，No. 7J u l y，2010硅酸盐学报· 1254 ·2010年传统的烧成工艺过程中会出现晶粒异常长大现象，从而影响陶瓷材料的性能，[4]限制了水热法制备的BaTiO3粉体的广泛应用。
在固相法生产BaTiO3粉体过程中，微量的掺杂剂和添加剂也往往难以在湿式球磨过程中通过机械混合达到均匀地分布于钛酸钡基体中，这些不均匀性都将影响烧结陶瓷的性能。
而在水热条件下，有利于低价、中间价与特殊价化合物的生成，并能均匀地进行掺杂。
[5]近年来，有许多新颖的方法通过对粉体颗粒表面改性以制备性能优异的粉体，[6]在改性过程中，可以掺杂一些特定元素以控制材料的微观结构，从而改善其电性能。
因此，利用固相法和水热法的优点，相互取长补短，采取水热法对La3+掺杂的BaTiO3粉体进行表面改性，探讨水热处理和掺杂对BaTiO3粉体和陶瓷物相组成，微观结构和电性能的影响。
1 实验1.1 样品制备实验用原料包括分析纯Ba2CO3 (99%，质量分数，下同)；TiO2 (98%)；NaOH溶液(2mol/L)；La2(NO3)2溶液(0.04mol/L)；Ba(OH)2溶液(0.01 mol/L)。
将BaCO3和TiO2等摩尔比混合均匀后于1150℃煅烧2h，以水为介质，经行星磨球磨4h后得到BaTiO3粉体水溶液。
以BaTiO3粉体水溶液和La(NO3)3溶液为反应前驱物，以NaOH溶液为矿化剂，按照摩尔比n(La)/n(BaTiO3)=0～0.02配置溶液，然后滴入适量的Ba(OH)2 (0.01mol/L)溶液。
将配制好的前驱物溶液移入带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，用NaOH调节反应体系的pH值为13，填充度为70%。
在170～220℃水热反应9h后，用去离子水洗涤直至无杂质离子，在90℃干燥12h后得到改性的BaTiO3粉体，将BaTiO3粉体造粒，干压成型后得到φ14mm×1.5mm的圆片，在1340℃保温2h烧结成陶瓷。
1.2 性能表征用日本理学公司产D/max–2200PC型自动X射线衍射仪(X-ray diffractometer，XRD)对粉体进行物相分析。
用JSM–6390A型扫描电镜(scanning elec-tron microscope，SEM)、荷兰PHILIPS公司产XL20型扫描电镜和日本电子公司产JEM–2100型透射电镜(transmission electron microscope，TEM)观察粉体的形貌和显微结构。
用德国BRUKER公司产VECTOR– 70型Fourier变换红外(Fourier transform infrared，FTIR)光谱仪观察粉体掺镧改性后的键结构。
在In–Ga电极上对陶瓷材料的室温电阻率进行测试。
2 结果与讨论2.1水热处理对镧掺杂BaTiO3粉体化学组成的影响图1为钛酸钡粉体水热表面改性过程的示意图。
固相法合成的四方相BaTiO3粉体颗粒粗大、表面形貌很不规则。
按照热力学观点，BaTiO3粉体在水溶液中不稳定，尤其在球磨过程中受水的侵蚀更加强烈。
[7] BaTiO3颗粒在水中将发生如下水解反应：BaTiO3(s)+H2O→Ba2+(aq.)+2OH–(aq.)+TiO2(rutile) (1)图1 钛酸钡粉体水热表面改性过程示意图Fig.1 Schematic diagram of surface modification process of BaTiO3 powders by hydrothermal method3powders on surface layer; ●Ba2+; TiO2 (rutile);○La3+.a—Aqueous solution; b—La-rich layer; c—BaTiO3.据文献[8–9]报道，BaTiO3颗粒只有表层部分按照式(1)发生水解反应，随着BaTiO3的溶解，颗粒表层不规则棱角逐渐消失，低凹部分富集因溶解产生的TiO2，随着水解的进行，BaTiO3颗粒表层逐渐变得规则圆整，颗粒外层富集大量的TiO2，内层仍为BaTiO3。