氧化锡基纳米材料的合成与性能研究

来源 :中国科学院上海硅酸盐研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lulswhzx512
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本研究采用湿化学方法以金属单质和氧化物为原料合成得到了氧化锡、锑掺杂氧化锡、碳纳米管-氧化锡复合材料、氟掺杂氧化锡、锡掺杂氧化铟等的纳米粉体,得到的纳米粉体的尺寸更小、分散性能更好,具有优良的气敏、导电、烧结性能.与常规方法相比,合成方法简单,原料成本很低.以金属锡为原料分别采用沉淀法和Sol-gel法合成得到了不含严重影响材料性能的纳米SnO<,2>,经500℃热处理得到的粉体的晶粒尺寸为5.1 nm,比表面积为143.1 m<2>g<-1>.对Sol-gel法合成纳米SnO<,2>粉体的形成机理进行了探讨.以络合物分解法合成得到的纳米SnO<,2>粉体对还原性气体具有较强的灵敏度和较快的响应-恢复特性.以沉淀法和Sol-gel法分别制备得到了碳纳米管-氧化锡纳米复合材料.以金属锡和Sb<,2>O<,3>为原料分别采用共沉淀法、燃烧法、水热法合成得到了纳米ATO导电粉体.Sb的掺杂抑制了SnO<,2>颗粒的长大,提高了粉体的比表面积,大幅度增加了材料的导电能力.以金属锡为主要原料采用络合物分解法合成得到了纳米FTO.F在水热环境下对SnO<,2>颗粒的形貌产生比较大的影响,能够获得长方形的纳米SnO<,2>颗粒,但F未能进入SnO2的晶格.采用金属铟、锡为原料分别以共沉淀法和水热合成法得到了纳米ITO粉体.共沉淀法能够直接得到纳米ITO粉体.水热产物为InOOH结构,进一步热处理得到In<,2>SnO<,5>粉体,络合剂的加入有效降低了粉体的粒度,提高了粉体的分散性能.采用水热法合成得到了不含Cl<->离子杂质的纳米氧化锡基陶瓷粉体,研究发现Co、Mn离子通过空位机理有效促进了SnO<,2>粉体烧结,而Cu是通过液相烧结机理促进烧结的.采用SPS烧结技术对SnO<,2>、ATO纳米粉体进行了烧结研究.900℃可以得到92%相对密度的纳米SnO<,2>陶瓷.ATO850℃烧结可以得到97.4%的相对密度,块体的电阻率达0.00464 Ω cm<-1>.烧结过程中粉体的高电导率促进了晶粒的长大.
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