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鈦酸鑭

鎖定
基本信息:
CAS:12031-47-9;EINECS:234-751-2;
分子式:H14La2O7Ti2;分子量:499.65196;
物理化學性質:性質描述: 鈦酸鑭(12031-47-9)的性狀:其外觀呈黑色粉末狀。
生產方法及其他:鈦酸鑭(12031-47-9)的危害性:本品通常對水是不危害的,若無政府許可,勿將材料排入周圍環境。
儲存條件:常温常壓下穩定。常温密閉,陰涼通風乾燥處。
中文名
鈦酸鑭
外文名
Lanthanum titanium oxide
危害性
本品通常對水是不危害的

鈦酸鑭計算化學數據

1、氫鍵供體數量:0;2、氫鍵受體數量:7;3、可旋轉化學鍵數量:0;4、拓撲分子極性表面積(TPSA):7;5、重原子數量:11;6、表面電荷:0。

鈦酸鑭Ta摻雜鈦酸鑭陶瓷的鐵電和介電性能

採用傳統固相反應法製備 La2Ti2-xTaxO7(Ta摩爾分數x=0、0.1、0.2、0.3)陶瓷,對其晶體結構、表面形貌、鐵電性能和介電性能進行了研究,實驗結果表明,Ta摻 雜 La2Ti2O7 陶瓷,Ta5+ 取代B位的 Ti4+,形成La2Ti2-xTaxO7 固溶體,提高鈦酸鑭陶瓷的鐵電和介電性能,在x=0.2時,La2Ti2-xTaxO7 陶瓷的鐵電性能和介電性能達最大值(剩餘極化強度 Pr=0.3μC/cm2,介電常數εr=5600)。同時研究發現該陶瓷在高頻區性能穩定。 [1] 

鈦酸鑭晶體結構

隨着Ta摻量的微小變化,其主晶相是A2B2O7 的焦綠石結構,即Ta摻入 La2Ti2O7 陶瓷晶格中形成固溶體。隨着Ta摻雜的變化,在 x=0.2時雜峯最少,隨着摻雜量的增加雜峯又開始增加,其原因可能是由於摻入的Ta超過了其在陶瓷中的固溶度,多餘的Ta沒有進入固溶體晶格,而與其他元素形成雜相。

鈦酸鑭表面形貌

純La2Ti2O7 陶瓷和摻Ta的 La2Ti2-xTaxO7陶瓷均較緻密。與純 La2Ti2O7 陶瓷 相比,隨着Ta量的增加,La2Ti2-xTaxO7 的陶瓷晶粒尺寸總體趨於減小,説明Ta摻入可細化陶瓷的晶粒。同時陶瓷晶粒形狀也發生微小變化,純鈦酸鑭陶瓷的晶粒形狀近似為球狀,晶粒尺寸為Φ(1~5)μm,隨着摻Ta量的增加,在x=0.2時出現了較多的片狀晶粒。 [1] 

鈦酸鑭鐵電性能

隨着摻Ta量的增加,陶瓷的鐵電性增強。當x=0.2,電場強度 E=40kV/cm時,樣品的剩餘極化強度Pr=0.3μC/cm2(可能是測量E不夠導致 Pr小),繼續增加摻Ta量,鐵電性又急劇下降,這可能與Ta摻入使陶瓷晶粒細化而導致極化反轉較難有關。 [1] 

鈦酸鑭介電性能

隨着摻Ta量的增加,La2Ti2-xTaxO7 陶瓷的εr增大,在x=0.2時,增幅減小;在x=0.2和x=0.3時,La2Ti2-xTaxO7 陶瓷的εr非常接近,且在x=0.3時,La2Ti2-xTaxO7 陶瓷的 εr達最大 (εr=5600)。隨着摻Ta量得增加,在-25~140℃範圍內La2Ti2-xTaxO7 陶瓷的tanδ比純鈦酸鑭低,且隨着温度增加陶瓷的、tanδ呈增大趨勢,但tanδ都不大。 [1] 
測試頻率較小時,隨着f增大,陶瓷的εr急劇減小;當 f>100kHz後,εr 隨着f變化略有減小,最後慢慢趨於水平。當 x<0.2時,La2Ti2-xTaxO7 陶瓷的室温tanδ隨 f增加而減小;當 x≥0.2時,La2Ti2-xTaxO7 陶瓷的室温εr、tanδ隨頻率增加而變化幅度很小,趨於穩定值。綜上説明,Ta摻雜量 x=0.2時,La2Ti2-xTaxO7 陶瓷性能達到最佳,且La2Ti2-xTaxO7 陶瓷適合用在高頻工作環境。 [1] 

鈦酸鑭鈦酸鑭氧氮化物粉體的製備與表徵

以溶膠 -凝膠法所製備的複合氧化物La2Ti2O7 粉體為前驅體,氨氣為氮化劑,製備了LaTiO2N氧氮化物粉體 。採用熱重 -差熱分析(TG-DTA),X射線(XRD)、紫外 -可見吸收光譜(UV-vis)、氮吸附比表面儀(BET)、透射電鏡(TEM)對前驅體氧化物和合成的氧氮化物進行了表徵。結果表明:合成的氧化物La2Ti2O7 粉體活性高,在900℃氮化12h可製備出比表面積為13.51m2 /g的 LaTiO2N氧氮化物粉體。隨着氮化温度的升高,氧氮化物的紫外 -可見吸收邊界有明顯的紅移,純相 LaTiO2N的吸收邊界為580nm。 [2] 

鈦酸鑭粉體制備

將0.02mol鈦酸丁酯和0.02mol硝酸鑭溶解在0.4mol的乙二醇中,同時加熱攪拌的過程中加入0.1mol的檸檬酸 , 在60℃磁力攪拌2h得到透明溶液後升温至130℃繼續攪拌12h,形成透明的淺褐色的無沉澱物的凝膠後,置於馬弗爐空氣氣氛中350℃煅燒後得到黑色前驅體粉末。然後在650℃下煅燒2h可以得到La2Ti2O7粉體。將 La2Ti2O7粉體均勻地平鋪在剛玉舟中,裝入管式氣氛爐,先通30min氨氣排除爐中的空氣。控制氨氣流量為0.1~ 0.3L/min,升温至700 ~ 900℃。採用程序升温反應,升温速率為:室温~600℃,10℃/min;600℃以上, 5℃/min。在設定温度下,保温不同時間後,在流動的氨氣下,自然冷卻至室温,得到鈦酸鑭的氧氮化物粉體。 [2] 

鈦酸鑭表徵技術

用 NETZSCHSTA409 PC/PG分析凝膠的差熱 -熱失重性質,用D/MAX2550型 X射線衍射儀(CuKα,40V,60 mA)對粉體進行物相分析,測定粉體的物相組成。用H-800透射電鏡分析氧氮化物的顆粒形貌和顆粒尺寸。用 MicromeriticsInstruments的ASAP2020型自動吸附比表面儀測定粉體的比表面積。用PerkinElmerUVLambda900測定粉體的紫外 -可見光吸收光譜 。 [2] 
參考資料
  • 1.    冉少念 , 陳剛 , 符春林 , 蔡葦 , 向煉.Ta摻雜鈦酸鑭陶瓷的鐵電和介電性能研究:壓電與聲光,2012 , 34 (6) :912-914
  • 2.    石國英 , 朱曉旭.鈦酸鑭氧氮化物粉體的製備與表徵:硅酸鹽通報,2009 , 28 (3) :431-434