溶胶-凝胶法制备CaCu_3Ti_4O_（12）粉体及其电性能.pdf

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1、第18卷第5期VOI．18NO．52012年10月Oct．2012溶胶一凝胶法制备CaCu3Ti4O2粉体及其电性能王茂华，王秋丽，张笑林(常州大学化学化工学院，江苏常州213164)摘要：利用溶胶一凝胶法制备CaCu3Ti40。2粉体，采用差热分析、X射线可达到12000，在很宽的温区范围内(100-400000)衍射、扫描电子显微镜等技术进行表征，并探讨CaCu3Ti40粉体的烧相对介电常数值几乎不变，反映了其高热稳定性f1-3l。结特性及电性能。结果表明，干凝胶经750℃低温煅烧可获得粒径分布CaCu。TiO。呈半导特性的晶粒和呈现高阻态的晶界，较窄、平均粒径为80~1

2、00nm的CaCu3Ti4012粉体。CaCu3Ti40l2陶瓷在1000℃时实现致密烧结，比固相反应法制备的粉体烧结温度降低100～高阻态的晶界与半导化的晶粒形成边界层电容效应，20o℃，具有较宽的烧结温区。溶胶一凝胶法制备的陶瓷经1050℃烧结可以很好地解释CaCu3TiO多晶陶瓷的巨介电效应2h，获得优良的电性能，相对介电常数为20190，介电损耗为0．022，非的来源。CaCu3Ti0，：显著的晶界效应形成本征势祭№线性系数为4．530。垒，导致CaCu3Ti4O12陶瓷电阻的非欧姆特性[6-91。中关键词：溶胶一凝胶法；电性能；物相结构；微观结构目前主要采用传统的电

3、子陶瓷方法来制备国朗中图分类号：TQ1341文献标志码：ACaCu3Ti0z陶瓷，但该法的问题在于合成温度高而使文章编号：1008—5548(2012)05—0032—05粉制备所得的CaCu，TiO：粉体粒度大，团聚严重以及因混合不均匀导致产物化学组成不均匀，难以制备成纳体PreparationofCaCu3Ti4012Powders米粉体材料l，因此，有必要找到一种能改善粉体烧结枝bySol-GelProcessandElectricProperties术刚性能的方法，实现CaCu3Ti0陶瓷材料的低温烧结。№低温烧结不仅降低生产成本，而且使生产变得更简单WANGMaoh

4、ua，WANGQiuli，ZHANGXiaolin∞容易，具有重大的经济和社会效益ll卜。(SchoolofChemicalEngineering，ChangzhouUniversity，Changzhou213164，China)本文中以钛酸四丁酯、低成本无机盐硝酸钙、硝酸铜为先驱体，利用溶胶一凝胶法低温合成CaCu3Ti0。zAbstract：CaCu3Ti4012powderswerepreparedbysol—gelmethodand粉体，探讨CaCu3Ti40粉体的烧结特性、介电性能及相characterizedbyTG—DTA，XRDandSEM．Thesinte

5、ringcharacteristics关压敏性能。另外，用CaCO、CuO和TiO：为原料，与传andelectricpropertiesofCaCu3Ti4Ot：powderswereinvestigated．The统固相法合成的粉体进行对比。resultsshowthatCaCu3Ti40l2powderswithadiameterof80~100nmandnarrowparticlesizedistributioncanbeobtainedbylowtemperature1实验calciningthexerogelat750℃．CaCu3Ti4012ceramicsma

6、defromthepowdercanbesinteredat1000℃toacquirethedensestructure．The1．1样品制备sinteringtemperatureislowerby100-200thanthesampleobtainedby将7．563g硝酸铜(Cu(NO)：，分析纯)与硝酸钙solidreactionmethodusingmicronpowders．Thesinteringrangeof(Ca(NO)，分析纯)溶于15mL无水乙醇中，用磁力CaCu3Ti40l2ceramicsisalsowidened．Atthesinteringte

7、mperatureof1050℃for2h，CaCu3Ti40l2ceramicsmadefrompowderhavegood搅拌器充分搅拌30min，使之形成均质A溶液。另将electricproperties．Therelativedielectricconstantvalueis20190．1ossl4．3mL钛酸四丁酯(Ti(OC．H9)，分析纯)溶于10mLtangentisO．022．andnonlinearcoeficientis4．530．无水乙醇中，充分搅拌30min，使钛酸四丁酯均匀