НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ ТИТАНАТА БАРИЯ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ
Аннотация
Низкотемпературным синтезом был получен порошок титаната бария со средним размером частиц порядка 300 нм в диаметре. Методом сканирующей электронной микроскопии установлено, что в процессе обжига с ростом температуры происходит последовательное уменьшение частиц с формированием полидисперсных агрегатов. На основании данных термогравиметрического анализа синтезированного порошка, выдержанного на воздухе в течение 4 мес., показано, что наряду с низкотемпературной фазой образец содержит высокотемпературную фазу карбонатов, удаление которой происходит при ~900 °C. Сорбционные характеристики термически обработанного при различных температурах титаната бария были получены по результатам адсорбции и десорбции паров азота. Удельная площадь поверхности порошка BaTiO3 составила 76 м2/г. Обнаружено, что дальнейшая термическая обработка приводит к уменьшению удельной площади поверхности. Методом рентгенофазового анализа гидроксотитанила бария, отожженного при температурах от 120 °C до 800 °C, показано, что термическая обработка образца приводит к образованию полностью сформированной фазы титаната бария. Методом ДСК определены температуры Кюри для порошка ГТБ, термически обработанного в диапазоне температур 120 - 800 °C. Получены диэлектрические спектры суспензий синтезированного порошка в процессе термической обработки. Выявлено влияние температуры обжига на диэлектрическую проницаемость суспензий. Установлено, что при предельно высоких частотах максимальное значение диэлектрической проницаемости наблюдается для суспензии с дисперсной фазой, отожженной при 800 °C, тогда как при предельно малых частотах наблюдается у суспензии с дисперсной фазой, отожженной при 600 °C.
Литература
Kobayashi Y., Odo A. Fabrication of barium titanate nano-particles/poly (methylmethacrylate) composite films by a com-bination of deposition process and spin-coating technique. J. Matt. Technol. 2014. V. 3. N 4. P. 290-295. DOI: 10.1016/j.jmrt.2014.06.006.
Upadhyay R.H., Deshmukh R.R. A new low dielectric constant barium titanate - poly (methyl methacrylate) nano-composite films. Advanc. Mater. Res. 2013. V. 2. N 2. P. 99-109. DOI: 10.12989/amr.2013.2.2.099.
Li R.J., Wei W.X., Hai J.L., Gao L.X., Gao Z.W., Fan Y.Y. Preparation and electric-field response of novel tetrago-nal barium titanate. J. Alloys Comp. 2013. V. 574. P. 212-216. DOI: 10.1016/j.jallcom.2013.04.203.
Cai W., Rao T., Wang A. Hu J., Wang J., Zhong J., Xiang W. A simple and controllable hydrothermal route for the synthesis of monodispersed cube-like barium titanate nanocrystals. J. Ceram. Internat. 2015. V. 41. N 3. P. 4514-4522. DOI: 10.1016/j.ceramint.2014.11.146.
Mochizukia Y., Tsubouchi N., Sugawara K. Synthesis of BaTiO3 nanoparticles from TiO2-coated BaCO3 particles de-rivedusing a wet-chemical method. J. Asian Ceram. Soc. 2014. V. 2. N 1. P. 68-76. DOI: 10.1016/j.jascer.2014.01.007.
Qi J.Q., Sun L., Wang Y., Chen W.P., Du P., Xu Y.G., Li L.T., Nan C.W., Chan H.l.W. Low-temperature synthesis and analysis of barium titanate nanoparticles with excess bari-um. J. Advanc. Powd. Technol. 2011. V. 22. N 3. P. 401-404. DOI: 10.1016/j.apt.2010.06.007.
Sreekantan S., Noor A.F.M., Ahmad Z.A., Othman R. Structural and electrical characteristic of crystalline barium ti-tanate synthesized by low temperature aqueous method. J. Mater. Process. Technol. 2008. V. 195. N 1. P. 171-177. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2007.04.120.
He P., Cheng H.-R., Le Y., Chen J.F. Preparation and char-acterization of nano-sized Sr0,7Ca0,3TiO3 crystallines by low temperature aqueous synthesis method. J. Mater. Lett. 2008. V. 62. N 14. P. 2157-2160. DOI: 10.1016/j.matlet.2007.11.040.
Paula M.A.W., Gonzalez V.M. Synthesis and characteriza-tion of barium strontium titanate nano powders by low tem-perature ambient pressure sol process. J. Nanopart. Res. 2010. V. 12. N 6. P. 2221-2231. DOI: 10.1007/s11051-009-9788-6.
Kobayashi Y., Saito H., Kinoshita T., Konno M. Low temperature fabrication of barium titanate hybrid films and their dielectric properties. J. Thin Solid Films. 2011. V. 519. N 6. P. 1971-1975. DOI: 10.1016/j.tsf.2010.10.037.
Olmos D., González-Gaitano G., Kholkin A. L., González-Benito J. Flexible PVDF-BaTiO3 nanocomposites as poten-tial materials for pressure sensors. Ferroelectrics. 2013. V. 447. P. 9-18. DOI: 10.1080/00150193.2013.821834.
Zhang S., Winter W.T., Stipanovic A.J. Water-activated cellulose-based electrorheological fluids. J. Cellulose. 2005. V. 12. N 2. P. 135-144. DOI: 10.1007/s10570-004-0345-2.
Bansal V., Poddar P., Ahmad A., Sastry M. Room-temperature biosynthesis of ferroelectric barium titanate nano-particles. J. Am. Chem. Soc. 2006. V. 128. N 36. P. 11958-11963. DOI: 10.1021/ja063011m.
Zheng H.J., Zhu K.J., Wu Q.L., Liu J.S., Qiu J.H. Prepa-ration and characterization of monodispersed BaTiO3 nano-crystal by sol–hydrothemal method. J. Cryst. Growth. 2013. V. 363. P. 300-307. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2012.11.019.
Wang W.W., Cao L.X., Liu W., Su G., Zhang W.X. Low-temperature synthesis of BaTiO3 powders by the sol-gel-hydrothermal method. J. Ceram. Int. 2013. V. 39. N 6. P. 7127-7134. DOI: 10.1016/j.ceramint.2013.02.055.
Wada S., Narahara M., Hoshina T., Kakemoto H., Tsu-rumi T. Preparation of nm-sized BaTiO3 particles using a new 2-step thermal decomposition of barium titanyl oxalate. J. Mater. Sci. 2003. V. 38. N 12. P. 2655-2660. DOI: 10.1023/a:1024438703449.
Lazarevic Z., Romcevic N., Vijatovic M., Paunovic N., Dohcevic-Mitrovic Z. Characterization of barium titanate ce-ramic powders by raman spectroscopy. J. Acta Physica Po-lonica A. 2009. V. 115. N 4. P. 808-810. DOI: 10.12693/APhysPolA.115.808.
Wang L., Liu L., Xue D., Kang H., Liu C. Wet routes of high purity BaTiO3 nanopowders. J. Alloys Comp. 2007. V. 440. N 1-2. P. 78-83. DOI: 10.1016/j.jallcom.2006.09.023.
Baeten F., Derks B., Coppens W., Kleef E.V. Barium titan-ate characterization by differential scanning calorimetry. J. Eur. Ceram. Soc. 2006. V. 26. N 4-5. P. 589-592. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2005.06.029.
Schafer H., Sternin E., Stannarius R., Arndt M., Kremer F. Novel Approach to the Analysis of Broadband Dielectric Spectra. Phys. Rev. Lett. 1996. V. 76. N 12. P. 2177-2180. DOI: 10.1103/physrevlett.76.2177.
