低维NaNbO3无铅压电材料的合成研究

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通过水热法一步合成铌酸钠铁电相纳米晶体。探讨了Nb2O5与NaOH溶液浓度,温度,和反应时间等水热参数对水热合成铌酸钠晶体的形貌和结构的影响;在水热合成铌酸钠的过程中,温度和Nb2O5与NaOH溶液浓度都是必要的热力学条件,温度对产物相的形成具有至关重要的作用,Nb2O5与NaOH浓度不仅影响产物相的结构,还对产物相的形貌具有一定的作用;提高NaOH浓度与Nb2O5浓度的比值,有利于获得正交结构的铌酸钠;反应时间只有在较低温度下动力学决定的反应过程中,对产物相的形成有重要作用;在这些过程中,只要满足形成铌酸钠的热力学件,各种铌酸钠的中间体都能通过延长反应时间,而转化成NaNbO3,但是,此时在相变的同时,形貌也随之改变。为了考察铌酸钠中间体的热稳定性,部分产物被置于一定的温度下退火。当退火温度合适,各种铌酸钠的中间体都能在保持形貌不变的情况下转变成NaNbO3;继续升高退火温度,可能导致铌酸钠的团聚。这种水热合成的正交结构铌酸钠在400℃时,转变成赝四方结构相,在620℃下转变为四方相;当温度升高至700℃,则最终转变为高对称性的立方相-钙钛矿原型相。在Nb2O5与NaOH的水热反应中,SDS (Sodium Dodecyl-Sulphate)的加入,不仅可以诱导产物铌酸钠的各向异性生长,还能改善反应产物整体的分散性和均匀性。NaOH溶液浓度对SDS具有重要作用,高的或低的NaOH溶液浓度都不利于发挥SDS的诱导生长作用。在溶剂热法中,可以通过加入异丙醇来减少所需的NaOH溶液浓度。
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