Archives of Metallurgy and Materials (Dec 2013)
Synthesis, Microstructure and the Crystalline Structure of the Barium Titanate Ceramics Doped with Lanthanum
Abstract
W prezentowanej pracy przeprowadzono badania ceramiki BaTiO3 i Ba1-xLąxTi1-x/4O3 (BLT) dla koncentracji z prze- działu 0,001< x <0,004 (0,l-0,4mol.% La). Ceramikę BLT wytworzono z mieszaniny prostych tlenków La203, TiOi i BaCOj (wszystkie o czystości 99,9+%, Aldrich Chemical Co.) Proszki ceramiczne otrzymano metodą konwencjonalną w stanie stałym (metodą MOM) i poddano badaniu mikrostruktury i struktury krystalicznej. Mieszaniny proszków poddano analizie termicznej. Wyniki analizy termicznej określiły optymalną temperaturę syntezy oraz procesy zachodzące podczas ogrzewania proszków. Następnie proszki formowano w dyski pod ciśnieniem 300MPa w matrycach ze stali nierdzewnej o średnicy 10 mm. Syntezę przeprowadzono w Ts =950°C t =2godz. Ostatnim krokiem technologii było bezciśnieniowe spiekanie metodą swobodnego spiekania w T = 1350^ przez / =2 godziny. Morfologię otrzymanego materiału ceramicznego obserwowano metodą skaningowej mikroskopii elektronowej. Ceramikę BLT badano również pod względem składu chemicznego metodą EDS. Analizę strukturalną przeprowadzono metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Badania mikrostruktury i struktury krystalicznej ceramiki przeprowadzono w temperaturze pokojowej. Badania EDS potwierdziły zachowanie stechiometrii otrzymanych próbek według wzoru chemicznego. Rentgenowska analiza dyfrakcyjna potwierdziły wytworzenie pożądanej struktury krystalicznej zarówno czystej ceramiki BaTiOj jak i z domieszką Lau. Otrzymana ceramika wykazuje strukturę typu perowskitu A BO? o symetrii tetragonalnej P4 mm. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem stężenia La3* w BaTiOj następuje zmniejszenie wielkości ziam krystalicznych, zmniejszenie średniego wymiaru krystalitów, zmniejszenie objętości komórki elementarnej oraz wzrost obliczonej rentgenowskiej gęstości.
Keywords
