【正文】 低成本，而且減少由中間步 驟及高溫固相反應(yīng)引起的諸如產(chǎn)物不純、粒子團(tuán)聚、回收困難等不足，為功能材料的制備提供了一種價(jià)廉而又簡(jiǎn)易的全新方法，亦即低溫固相反應(yīng)在材料化學(xué)中找到了極有價(jià)值的應(yīng)用。 合成了一些有 特殊用途的材料，如微細(xì)功能材料等。合成了具有優(yōu)越的三階非線性光學(xué)性質(zhì)的 Mo(W)Cu(Ag)S 等原子簇化合物 [14, 15]。例如，在反應(yīng)前盡量將反應(yīng)物研磨均勻以改善反應(yīng)物的接觸情況及增加有利于反應(yīng)的缺陷濃度；用微波或各種波長(zhǎng)的光等預(yù)處理反應(yīng)物以活化反應(yīng)物等， 從而發(fā)展了各種降低固體反應(yīng)溫度的方法。固體的 熔點(diǎn)實(shí)際上體現(xiàn)了固體成分?jǐn)[脫晶格束縛的能力，因此，固體中的束縛力大小可以從固體的熔點(diǎn)看出。隨著晶核的長(zhǎng)大，達(dá)到一定大小后出現(xiàn)產(chǎn)物的獨(dú)立晶相。為了得到介穩(wěn)態(tài)固相反應(yīng)產(chǎn)物，擴(kuò)大材料的選擇范圍，有必要降低固相反應(yīng)溫度。 二、 低溫固相反應(yīng) [7] 固相反應(yīng)不使用溶劑，具有高選擇性、高產(chǎn)率、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，已成為人們制備新型固體材料的主要手段之一。因?yàn)閷?duì)原料中的陽(yáng)離子來(lái)講，需要橫跨兩個(gè)界面的擴(kuò)散才有可能在核上發(fā)生晶體生長(zhǎng)反應(yīng)，并使原料界面間的產(chǎn)物層加厚。這種反應(yīng)的第一階段將是在晶粒界面上或界面附近的反應(yīng)物晶格中生成產(chǎn)物晶核，實(shí)現(xiàn)這一步是相當(dāng)困難的，因?yàn)榉磻?yīng)物的結(jié)構(gòu)與生成的晶核不同。 一、 高溫固相反應(yīng) [913] 這是一類(lèi)很重要的高溫合成反應(yīng)。雖然也有一些對(duì)合成技術(shù)的改進(jìn)，甚至有些是卓有成效的，但總體上只是一種“局部?jī)?yōu)化”戰(zhàn)術(shù)，沒(méi)有從整體上給予徹底的變革。也就是說(shuō)，反應(yīng)物之一必須是固態(tài)物質(zhì)的反應(yīng)，才能稱(chēng)為固相反應(yīng)。 綜上所述，現(xiàn)代功能陶瓷對(duì)原料粉體有相當(dāng)高的要求，因此必須研究更有效的方法來(lái)合成高性能功能陶瓷粉體。 4. 對(duì)復(fù)合氧化物粉體中各元素氧化物化學(xué)計(jì)量比的要求 現(xiàn)代功能陶瓷大多為鈣鈦礦復(fù)合氧化物，如 BaTiO SrTiO Ba1xSrxTiO PbZrlxTixO3等，都是為了材料實(shí)現(xiàn)某些特定功能參數(shù)而確定的組成。 3. 對(duì)粉體粒度及均勻性的要求 由于功能陶瓷材料都是通過(guò)粉體成型與燒結(jié)等工藝手段制作而成。否則，將嚴(yán)重影響陶瓷的性能。其確切下限，以所研發(fā)材料其摻雜計(jì)量多少及材料性能隨雜質(zhì)濃度的敏感程度而定。但在生產(chǎn)規(guī)模、可靠性和品種上同國(guó)際先進(jìn)水平還有一定差距。但是，高溫固相反應(yīng)法制備的粉體往往顆粒較粗，活性較差，化學(xué)均勻性較差。本論文的研究就集中在高介電系數(shù)介質(zhì)陶瓷、透明陶瓷、無(wú)鉛壓電陶瓷及其粉體制備的技術(shù)研究。壓電陶瓷作為一類(lèi)重要的功能陶瓷，在社會(huì)生產(chǎn)、生活中具有不可或缺的地位。 其它應(yīng)用：在核工業(yè)中，微晶陶瓷可用于制造反應(yīng)控制棒、反應(yīng)堆用密封劑、核廢料儲(chǔ)存材料；多孔微晶陶瓷可應(yīng)用于過(guò)濾器、催化載體和氣體傳感器等方面；微晶陶瓷可應(yīng)用于制備熱交換器等。 航天工業(yè)：利用其強(qiáng)度與比重之比高，質(zhì)輕且具有優(yōu)良的熱學(xué)性能，可用作飛機(jī)、火箭和人造地球衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)材料。通過(guò)“師法自然”并揭開(kāi)其奧秘，會(huì)給我們以無(wú)窮的啟發(fā)，為開(kāi)發(fā)新材料又提供了一條廣闊的途徑。過(guò)去的材料不會(huì)對(duì)外界環(huán)境的作用作出反應(yīng)，守全是被動(dòng)的。如以前組成材料的顆粒，尺寸都在微米 ((100 萬(wàn)分之一米 )方向發(fā)展的材料。以前講材料，實(shí)際止都是指結(jié)構(gòu)材料。這些材料已深入到人 類(lèi)生產(chǎn)與生活的方方面面，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)王根林 ： 功能陶瓷材料鈦酸鹽亞微米晶的合成與表征 7 中占有重要地位，不可或缺。 功能陶瓷的第五個(gè)功能是始于加世紀(jì) 80 年代的誘導(dǎo)相變與超導(dǎo)研究。 1960 年， Cochrna 和 Andesron 正式發(fā)表了說(shuō)明鐵電性起因，亦即自發(fā)極化產(chǎn)生的軟模理論。壓電陶瓷的應(yīng)用使得功能陶瓷在無(wú)機(jī)新材料領(lǐng)域里具有穩(wěn)固的地位，也已形成王根林 ： 功能陶瓷材料鈦酸鹽亞微米晶的合成與表征 6 幾十億 功 能 材 料金 屬 功 能 材 料無(wú) 機(jī) 非 金 屬 功 能 材 料有 機(jī) 功 能 材 料復(fù) 合 功 能 材 料按 物 質(zhì) 性 分 類(lèi)晶 態(tài) 功 能 材 料 （ 單 晶 、 多 晶 ）非 晶 態(tài) 功 能 材 料 （ 包 括 玻 璃 態(tài) ）流 體 功 能 材 料膜 式 功 能 材 料體 式 功 能 材 料電 學(xué) 功 能 材 料磁 學(xué) 功 能 材 料光 學(xué) 功 能 材 料聲 學(xué) 功 能 材 料力 學(xué) 功 能 材 料熱 學(xué) 功 能 材 料化 學(xué) 功 能 材 料生 物 功 能 材 料環(huán) 境 協(xié) 調(diào) 功 能 材 料環(huán) 保 材 料超 功 能 材 料按 結(jié) 晶 狀 態(tài) 分 類(lèi)按 物 質(zhì) 形 態(tài) 分 類(lèi)按 功 能 性 分 類(lèi) 圖 美元的市場(chǎng)。鈦酸鋇為基礎(chǔ)的高介電陶瓷的 發(fā)明，使得陶瓷材料的介電常數(shù)提高了近 3 個(gè)數(shù)量級(jí)，并且很快被應(yīng)用制作各個(gè)頻段直至微波頻段的大容量電容器。 20 世紀(jì)下半葉是功能陶瓷蓬勃發(fā)展的時(shí)期，而當(dāng)前對(duì)功能陶瓷的研究仍方興未艾。因?yàn)楦呒夹g(shù)體現(xiàn)了當(dāng)代的最新科學(xué)技術(shù)成就，又是一個(gè)充滿活力，不斷創(chuàng)新和換代的新技術(shù)群，必然要求與之適應(yīng)的各種新材料，尤其是新型功能材料。材料已成為現(xiàn)代社會(huì)的支柱之一，新型材料的不斷開(kāi)發(fā)和應(yīng)用正在日益提高人民生活水平和不斷推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。 secondly, ilmenite phase CdTiO3 crystallites with the size in the range of 150 to 350 nm could be produced by subjecting the asprepared CdO2 nanoparticles and mercial TiO2 submicron powders to thermal treatment in air at 600 176。 secondly, tetragonal phase BaTiO3 submicrocrystals with the size in the range of 180 to 400 nm could be produced by subjecting the asprepared BaO2利用 XRD、 SEM、 FTIR、XPS、 Raman 等多種現(xiàn)代分析測(cè)試手段對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、形貌、大小以及組成進(jìn)行了表征，并提出了兩體系中產(chǎn)品 SrTiO3 的可能形成機(jī)理。利用 XRD、 SEM、 FTIR、 XPS、 Raman 等多種現(xiàn)代分析測(cè)試手段對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、形貌、大小以及組成進(jìn)行了表征，并提出了該體系中產(chǎn)品 CdTiO3 的可能形成機(jī)理。最后，利用電化學(xué)工作站對(duì)產(chǎn)物的電學(xué)方面的性質(zhì) 進(jìn)行研究。已完成的主要內(nèi)容總結(jié)如下： 通過(guò)一條新穎的低溫液 固相反應(yīng)法合成了四方相 BaTiO3 亞微米晶，這主要分兩步來(lái)完成：第一，在堿性溶液（氨水調(diào)節(jié) pH = 8）中，以 BaCl2 和 H2O2 為原料，合成了前驅(qū)體 BaO274 致謝 4 . 6 小結(jié) 70 . 1 產(chǎn)品 S r T i O 3 的 阻抗性能表征 68 167。59 4 . 3 . 2 前 驅(qū) 體 S r O 2 的 熱 重 分析 4 .3 結(jié) 果 與 討論 52 167。45 產(chǎn)品 C d T i O 3 的 TG D S C 分析 44 3 . 3 . 4 產(chǎn)品 C d T i O 3 的 拉 曼 光 譜 表征 43 3 . 3 . 3 產(chǎn)品 C d T i O 3 的 X R D 表征 42 3 . 3 . 2 前 驅(qū) 體 C d O 2 的 TG 分析 實(shí)驗(yàn)部分 40 167。 2 . 6 小結(jié) 33 167。32 167。31 2 . 3 . 7 產(chǎn)品 B a T i O 3 的 S E M 觀察 31 2 . 3 . 6 產(chǎn)品 B a T i O 3 的 X P S 分析 30 2 . 3 . 5 產(chǎn)品 B a T i O 3 的 F T I R 表征 1 . 6 課題基金來(lái)源 19 167。16 其它的合成方法 13 液固法 11 熔鹽法 11 固相法 9 功能陶瓷材料的制備方法 1 英文摘要 功能陶瓷的功能、分類(lèi)及發(fā)展 8 功能陶瓷材料的制備要求 20 167。 前言 36 167。37 參考文獻(xiàn) 38 3 以 C d O 2 為 前 驅(qū) 體 低 溫 固 相 合 成 C d T i O 3 亞微米晶 40 167。41 固相反應(yīng)法合成 CdTiO3 亞 微 米晶 3 .3 結(jié) 果 與 討論 47 產(chǎn)品 C d T i O 3 的 S E M 表征 3 . 5 產(chǎn)品 C d T i O 3 的 電 學(xué) 性 能 表征 50 3 . 5 . 2 產(chǎn)品 C d T i O 3 的 V I 表征 53 參考文獻(xiàn) 55 4 SrTiO3 亞微米晶的固相法、熔鹽法合成 前言 58 固相反應(yīng)法合成 S r T i O 3 亞微米晶 58 熔鹽反應(yīng)法合成 S r T i O 3 亞微米晶 58 4 . 2 . 5 產(chǎn) 品 的 表征 58 167。59 前驅(qū)體 SrO2 的表征 62 未加熔鹽反應(yīng)得到產(chǎn)品 SrTiO3 的 XRD 分析 62 熔鹽法反應(yīng)得到產(chǎn)品 SrTiO3 的 XRD 分析 63 產(chǎn)品 SrTiO3的 SEM分析 66 產(chǎn)品 S r T i O 3 的 F T I R 分析 70 . 2 產(chǎn)品 S r T i O 3 的 V I 性能表征 72 167。73 參考文獻(xiàn) 73 總結(jié)與展望 利用 X– 射線粉末衍射（ XRD） 、 X– 射線光電子能譜（ XPS） 、掃描 電子顯微 鏡 （ SEM） 、 傅立葉變換紅外光譜（ FTIR）、拉曼光譜（ Raman） 、熱重 示差掃描量熱法 （ TGDSC） 、 電化學(xué)工作站等多種現(xiàn)代分析測(cè)試手段對(duì)所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、組成、形貌、大小和性質(zhì)等進(jìn)行了表征 ，并初步探討了相關(guān)的合成機(jī)理