粉體合成法固相合成法溶液燃燒法共沉淀法溶膠-凝膠法水熱法一.固相合成法在1000-1600℃由固相反應物直接反應合成得到產物原料混合、研磨，置于爐內加熱灼燒（程序控制）。加壓成型后灼燒可使固體原料接觸緊密加速反應，也可增加加料量取樣，X射線分析是否得到預期物相優點：不使用溶劑、工藝簡單、產率高

缺點：焙燒溫度高，對爐子要求高，耗電量大

復相反應，產物組成結構往往呈現非計量性

原料長時間混磨，易受污染，大量雜質在晶界形

成，大大降低電導率5.不適合制備高電導率和高活性粉體二.溶液燃燒法(有機前驅體復合法)前驅體種類：甘氨酸、尿素、檸檬酸（CA）、EDTA等前驅體作用：絡合金屬離子，避免溶劑揮發過程中選擇性沉淀的生成從而保持組分均一性；絡合形成三維立體結構，避免離子團聚；燃燒反應中作為燃料釋放熱量，維持自燃燒反應優點：反應迅速；溶液分散均勻，易形成結晶良好的

單相；制得粉體粒徑小

缺點：絡合物不穩定，產生復相

4.控制參數：化學計量系數φ、前驅體與硝酸根離子摩爾比R、PH、分散劑、助燃劑計算φ：φ=前驅體總價鍵/硝酸鹽總價鍵(各元素化合價取產物的價態)

以CO(NH2)2前驅體制備LaMnO3為例：其中，n，X和y分別為CO(NH2)2，La(NO3)3和Mn(NO3)3的摩爾數φ=1對應嚴格的化學計量比φ﹤1為前驅體不足φ

＞1為前驅體過剩6.根據φ=1計算出前驅體與硝酸根離子摩爾比R實際按嚴格的化學計量比（φ=1對應的R)制得的粉體，結晶性不一定很好，卻可以在較高的R時改善。由于熱輻射、燃燒不完全和各種形式的熱量損失，實際火焰溫度低于理論結果實際的R值十分關鍵，影響結晶性、晶相、粉體形貌、表面積、粒徑分布等，應慎重擇優取值PH：決定絡合反應的方向和程度，應控制在所有金屬離子完全絡合所需的最高PH以下，防止沉淀產生。

一般，較低的PH不利于成相和產物形貌，而過高的PH會導致離子團聚分散劑：降低表面張力，引入位阻和靜電作用防止溶膠離子團聚，使之分散更均一

以加入PE(diesterphosphate,磷酸二酯，溶于ZrOCl2中）制備YSZ為例：PE的分子長鏈引入位阻，解離生成H3O+吸附到溶膠粒子表面，使其吸引解離后的PE-而遠離。SchematicdiagramoffunctionmechanismofPE.Functionmechanismofsolparticles(a)withoutPE,(b)with1%ofPE,(c)with2%ofPE,(d)with5%ofPE(a)(b)(c)(d)助燃劑：如硝酸銨，影響粉體形貌和粒徑。事實上，

助燃劑用量影響最終燃燒類型(smothering,volumetric,self-propagating,ormixed-combustiontype)，進一步影響最終的預燒三.共沉淀法(以SDC制備為例)將溶解的金屬離子以一定的速度滴入碳酸鹽溶液中，形成均勻的碳酸鹽沉淀，洗滌，烘干，灼燒，最終形成復合氧化物Ce0.8Sm0.2O1.9反應方程式：沉淀步：0.8Ce(NO3)3·6H2O＋0.2Sm(NO3)3·6H2O＋(NH4)2CO3Ce0.8Sm0.2(OH)CO3·x

H2O→煅燒步：Ce0.8Sm0.2(OH)CO3·x

H2O→Ce0.8Sm0.2O1.9＋

H2O＋CO2

控制參數：碳酸銨與金屬離子摩爾比R影響前驅溶液組分、

沉淀完全程度和粒子形貌。一般，R較大時（R＞10)，得到的粉體為棒狀；R較小時(2～3)，粉體為球形。R過小，則沉淀不完全D=Kλ/Bcosθ3.粉體表征：德拜-謝樂公式（Scherrer公式）

計算晶粒尺寸：K為Scherrer常數，其值為0.89D為晶粒尺寸（nm）B為積分半高寬度，轉化為弧度（rad）θ為衍射角λ為X射線波長，為0.154056nm要點1.掃描速度有影響，要盡可能慢。一般2度/分鐘2.

應用謝樂公式，需要扣除儀器寬化的影響，假設試樣中沒有晶體結構的不完整引起的寬化，則衍射線的寬化僅是由晶塊尺寸造成的，而且晶塊尺寸是均勻的。所以謝樂公式一般不能用于高分子，因為畸變嚴重。3.B為積分半高寬度，在計算的過程中，如果給出的是角度，需轉化為弧度。B為實測寬度BM與儀器寬化Bs之差,Bs可通過測量標準物的半峰值強度處的寬度得到。6.材料中的晶粒大小并不完全一樣，所得實為不同大小晶粒的平均值。又由于晶粒不是球形，在不同方向厚度不同，由不同衍射線求得的D常是不同的。一般求取數個（如n個）不同方向（即不同衍射峰）的晶粒厚度，取平均值得晶粒尺寸，據此亦可估計晶粒外形。5.謝樂公式求得的是平均的晶粒尺寸，且是晶面法向尺寸。除非晶粒是均勻的球形，才能代表單個晶粒。所以如薄膜由一層多晶構成，通過謝樂公式計算晶粒尺寸能推出薄膜厚度4.衍射寬化的原因：用衍射儀測定衍射峰的寬化包括儀器寬化和試樣本身引起的寬化。試樣引起的寬化又包括晶塊尺寸大小的影響、不均勻應變（微觀應變）和堆積層錯（在衍射峰的高角一側引起長的尾巴）四.溶膠-凝膠法前驅體在液相下均勻混合反應形成穩定的溶膠體系，放置轉變為凝膠，之后借助蒸發或萃取除去液體介質

溶膠的起始原料可以是金屬無機鹽、金屬有機鹽、金屬有機絡合物或金屬醇鹽絡合劑：配體電負性控制電子轉移方向。如在水體系中，選擇電負性小于水的配體(如羧酸根離子)，電子由配體向水轉移，配體負電荷減少，與金屬離子形成穩定的復合物絡合劑、溶劑與金屬離子的比例也是影響反應動力學、凝膠形成時間和產物成相及形貌的重要因素催化劑：控制水解和復合反應的方向和程度優點：由溶液制得，高度的化學均一性

無任何機械步驟，污染少，純度高

超微尺寸

產物組分易控

缺點：條件、工藝要求嚴格，成本高五.水熱法高溫高壓下的封閉體系內的反應機理：以SDC為例：ChengMYetal.JPowerSour2008;175(1):137–44NopeaksintheXRDpatternreferredtothecrystallinestructureofindividualsamariumhydroxidesaftertheprecipitationofsamariumions控制