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认识电子陶瓷用钛酸钡陶瓷粉体 |
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钛酸钡(BaTiO3)是钛酸盐系电子陶瓷的主要原料,作为一种铁电材料,以其优异的介电性能,广泛应用于多层陶瓷电容器、声纳、红外辐射探测、晶界陶瓷电容器、正温度系数热敏陶瓷等,具有广阔的应用前景,被誉为电子陶瓷的支柱。随着电子设备及其元器件的小型、轻量、可靠和薄型化的发展,使得对高纯超细钛酸钡粉体的要求越来越迫切。 一、钛酸钡概述 钛酸钡是一致性熔融化合物,其熔点为1618℃。具有五种结晶变型:六方晶型、立方晶型、四方晶型、正方晶型、三方晶型;室温下以正方晶型稳定。
BaCO3+ TiO2 → BaTiO3+ CO2 固相法优点是:工艺简单成熟,设备可靠,原料价格便宜。 缺点是:制备的粉体化学成分不均匀、易团聚、粒径粗;粉体纯度低,而且反应在高温下进行,能耗也较大。
2.1 水热合成法 BaTiO3粉体的水热合成法是指把含钡和钛的前驱体,一般为氢氧化钡和水合氧化钛水浆体,置于一定温度和压力的容器中,在水热条件下进行化学反应,经过一定时间,在水热介质中直接生成BaTiO3粉体。 目前,国内中国科学院上海硅酸盐研究所以氯化钡、四氯化钛为原料,在240℃下,经12h水热合成得到四方相钛酸钡纳米粉体。在原料钡钛比为1:6的情况下,首先将氯化钡用蒸馏水溶解配成一定浓度的溶液,然后与一定量的四氯化钛混合,并加入过量的氢氧化钠,混合均匀后置于内衬为四氟乙烯的高压不锈钢反应釜内,密闭升温反应一段时间后,将所得沉淀物进行过滤、洗涤,直至没有Cl-检出,然后将沉淀于80℃下干燥后,制得钛酸钡粉体。 水热法优点是:(1)制备的粉体晶粒发育完整,粒度分布均匀,颗粒之间少团聚。 (2)可以得到理想化学计量组成的材料,其颗粒度可控. (3)原料较便宜,生产成本低。 (4)粉体后续处理无须煅烧,可以直接用于加工成型,避免了在煅烧过程中晶粒的团聚长大和容易混入杂质等缺点。 缺点是: (1)反应环境条件苛刻,导致成本过高。 (2)固-液反应缺乏热力学数据,同时存在氯盐所引起的腐蚀问题。 综上,如果水热法能够解决以上存在的问题,能解决以上问题, 水热法的应用前景将会十分广阔。 |