鈦酸鍶鋇在電場中因極化而發(fā)生結(jié)構(gòu)和性能上改變之特點為依據(jù)，本文探索出一種反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好、操作簡單的制備方法，制備出純度高、形貌特殊的鈦酸鍶鋇(Ba0.8Sr0.2TiO3)，在此基礎(chǔ)上，將不同形貌的鈦酸鍶鋇分散于明膠含水體系中，在有/無電場作用下，膠凝制備鈦酸鍶鋇/明膠/甘油復(fù)合彈性膠體。通過監(jiān)測膠體的力學性能，研究不同形貌的鈦酸鍶鋇對電場作用的響應(yīng)行為，以及對復(fù)合膠體結(jié)構(gòu)和性能的影響，篩選出對電場作用響應(yīng)能力強的鈦酸鍶鋇材料，從而為制備良好的電流變材料和光子晶體打下基礎(chǔ)。具體分述如下：
1、以硝酸鋇、硝酸鍶、鈦酸丁酯及氨水為原料，以酒石酸、乙二胺四乙酸（EDTA）為復(fù)合絡(luò)合劑，結(jié)合溶膠絡(luò)合前驅(qū)體法和低溫燃燒法的優(yōu)點，采用溶膠絡(luò)合前驅(qū)體低溫燃燒法制備得到Ba0.8Sr0.2TiO3納米粉體，并以此樣品為原料，制備成陶瓷薄片。通過XRD、SEM、TEM等測試手段，分析了粉體的相結(jié)構(gòu)、形貌和陶瓷片的形貌，研究了前驅(qū)體溶液的pH值，煅燒溫度，酒石酸與金屬離子的配比等因素對粉體的影響。實驗結(jié)果表明：前驅(qū)體溶液的pH約為7;金屬離子與有機物酒石酸的物質(zhì)的量之比為1:1.5；煅燒溫度為650 ℃，可得到結(jié)晶良好、純度高、平均粒徑約為40 nm的BST納米粉體。
2、 以DL-α丙氨酸作為前驅(qū)體原料，采用一種簡單組合法，制備出了無規(guī)則形貌和薄葉狀的兩類鈦酸鍶鋇。通過 XRD、SEM、TG-DSC等測試手段，分析了前驅(qū)體的熱分解過程及產(chǎn)物的形貌和相結(jié)構(gòu)。實驗表明：此法制備鈦酸鍶鋇的最佳溫度為650 ℃，硝酸銨的加入是制備出薄葉鈦酸鍶鋇的關(guān)鍵因素。
3、結(jié)合化學方法和物理手段，將各種薄葉鈦酸鍶鋇分散到含水明膠/甘油體系中，在有/無電場作用的條件下分別膠凝制備了兩種類型的復(fù)合彈性水凝膠。通過XRD、SEM、力學性能的測試等，研究分散粒子濃度，膠凝電場強度和時間，分散粒子的結(jié)構(gòu)和形貌等因素對復(fù)合膠體力學性能的影響。結(jié)果表明，分散粒子為BST(650)，分散粒子濃度1.3 wt%，膠凝電場為1.2 kv/mm和30 min制備的復(fù)合膠體硬度最大。分析認為，分散粒子的薄葉厚度越小，純度越高，兩類膠體的硬度差別越大，這兩個條件共同作用，使分散粒子為BST(650)的兩類復(fù)合膠體，在同等條件下硬度的差別最大，BST(650)對電場作用響應(yīng)最強。
4、在有/無電場的情況下，將四種不同形貌鈦酸鍶鋇分散到含水明膠/甘油體系中，制備了兩種類型的復(fù)合彈性膠體，測量這些膠體的力學性能，比較分析，結(jié)果表明：（1）在有電場條件下制備的復(fù)合膠體的硬度大，表明各種鈦酸鍶鋇分散粒子對電場作用都有響應(yīng)。（2）分散粒子的尺寸有一維或多維為微米級時，兩種復(fù)合膠體的硬度最大。
