PDF《熔盐合成技术制备片状（Sr, Ba）TiO3 晶粒》

6 可见, 产物中尺寸较大的(Sr, Ba)TiO3 晶粒基本保持了 Sr3Ti2- 图5SrTiO3 和Sr3Ti2O7 与BaO、 TiO2 在KCl 熔盐中直接反 应所得产物的 X 射线衍射谱 Fig.5 XRD patterns of SrTiO3 (a) and product (b) by Sr3Ti2O7 reacting with BaO and TiO2 in KCl flux 图6Sr3Ti2O7 与BaO、TiO2 在KCl 熔盐中直接反应所得产 物的 SEM 像Fig.6 SEM images of products by Sr3Ti2O7 reacting with BaO and TiO2 in KCl flux O7 前驱体的片状形貌,但厚度有所增加,其尺寸宽度 约为 10~20 μm,厚度约为 2~5 μm,同时也出现许多 尺寸较小的块状和无规则状晶粒,其大小约为 2~

5 μm. Sr3Ti2O

7、BaO 和TiO2 共存于 KCl 熔盐中,BaO 与TiO2 反应可得到非片状的 BaTiO3 晶粒. 而Sr3Ti2O7 为层状钙钛矿结构,与第一类合成方式所用 SrTiO3 反 应物中的 Sr2+ 在其钙钛矿结构中只有一种点阵位置相 比,Sr3Ti2O7 中的 Sr2+ 可分别在完整钙钛矿结构和 Sr―O 层占据两种点阵位置,其中处于 Sr―O 层内位 置的 Sr2+ 更容易与 Ba2+ 发生置换,并根据 Sr3Ti2O7 和(Sr, Ba)TiO3 晶体结构之间的外延关系, 与TiO2 反应后 生成仍为片状的(Sr, Ba)TiO3 晶粒.Sr―O 层中的部分 Sr2+ 被Ba2+ 取代后进入熔盐中, 并使其 Sr2+ 浓度增加进 而饱和,Ti4+ 浓度的增加则可以通过细小 TiO2 粉末溶 于熔盐中实现,因此根据溶解平衡关系,Sr3Ti2O7 籽 晶表面被溶解并产生 Sr2+ 和Ti4+ 等离子的程度会大大 降低,从而继续保持平整状态.熔盐中的 Sr2+ 用于置 换已生成 BaTiO3 晶粒中的 Ba2+ , 得到块状或者无规则 的(Sr, Ba)TiO3,而Ba2+ 用于置换 Sr3Ti2O7 中Sr―O 层 内的 Sr2+ ,这样就使得熔盐中的离子通过溶解?反应? 析出方式在(Sr, Ba)TiO3 晶粒表面形核析出非片状形 貌产物晶粒的数量大大减少.由于 Sr3Ti2O7 籽晶与 第17 卷第

6 期 张晓泳,等:熔盐合成技术制备片状(Sr, Ba)TiO3 ........