表面活性剂对超细钛酸钡粉体制备的影响

《表面活性剂对超细钛酸钡粉体制备的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、表面活性剂对超细钛酸钡粉体制备的影响摘要：钛酸钡是一种重要的功能介电材料，本实验采用了直接沉淀法合成纳米BaTiO3粉体，分别研究了表面活性剂种类、浓度、加入时间在合成过程中对纳米钛酸钡粉体大小的影响。结果表明，通过添加非离子表面活性剂APG，用量为0.5wt%时，能够较好地控制纳米钛酸钡粉体的大小、形状，改善纳米钛酸钡粉体的团聚情况。在沉淀反应前加入APG的方式优于反应后加入的方式。关键词：钛酸钡；表面活性剂；应用引言钛酸钡（BaTiO3）以其优异的铁电、介电、压电与热释电等性能被广泛应用于制备热敏电阻（PTC）、叠层电容（MLCC）以及电光器件DRAM

2、等电子陶瓷元器件等[1-3]。近年来，BaTiO3基多层陶瓷电容器(MLCC)能满足电子线路小型化、集成化和表面安装的要求,市场需求量与日俱增.目前,所研究的MLCC的尺度水平已达到4μm(厚)×170(层),而2～3μm(厚)×200(层)的MLCC陶瓷材料有待于研究开发[4]。这就相应地要求作为主要原料的钛酸钡具有高纯、均匀、超细，甚至纳米化等特点。目前，合成钛酸钡的方法主要有：固相法、草酸盐法、Sol-Gel法、水热合成法等[5-8]。与现有的这些方法相比，采用直接沉淀法合成纳米BaTiO3粉体具有以下优点：工艺简单；组分可控、纯度高；粒径小(达到纳

3、米级)、粒度分布均匀；不需球磨和煅烧，是一种很有潜力的超细钛酸钡制备方法。但在化学共沉淀法制备粉体的过程中,从反应成核,晶核生长到前驱体的洗涤,以及后来的干燥和煅烧等阶段均有可能发生颗粒团聚。而粉体团聚是陶瓷材料制造过程中一个不容忽视的问题,它关系到陶瓷材料的成型、烧结及显微结构,进而影响其性能，因此解决纳米粒子的团聚问题具有极大的现实意义。目前，国内外有关直接沉淀法合成钛酸钡粉体防团聚的研究较少。本实验就直接沉淀法制备超细粉体过程中表面活性剂对钛酸钡粉体粒度的影响因素进行探讨，对分散剂加入条件进行优化并制备分散均匀的超细粉体。2．实验部分2.1主要实验原

4、料四氯化钛（TiCl4）：化学纯，国药集团化学试剂有限公司；氯化钡（BaCl2·2H2O）：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；氢氧化钠（NaOH）：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；阳离子表面活性剂CTAB：化学纯，上海计划生育科学研究院；阴离子表面活性剂SDS，95%，化学纯，宜兴市泽溪涂濮化工厂；二性表面活性剂BS-12，化学纯，国药集团化学试剂有限公司；非离子表面活性剂APG，50%，分析纯，马来西亚进口分装；PEG400，PEG6000，化学纯，国药集团化学试剂有限公司。2.2实验过程BaTiO3纳米颗粒的合成过程如图1所示，按一定比例、顺序及加料

5、方式分别将1.2mol/LBaCl2水溶液，6mol/LNaOH水溶液和冰水浴中配制的1.5mol/L清亮透明的TiCl4水溶液三种料液及一定量表面活性剂加于三颈烧瓶中，搅拌反应，同时升温至85℃，恒温反应3小时。将所得沉淀过滤、洗涤、烘干，碾磨得钛酸钡粉体。为了研究表面活性剂种类，用量、加入方式等对钛酸钡的粒度和分散情况的影响,对体系的组成和制备条件作相应的变化。图1：钛酸钡粉体合成流程图Fig.1AschematicprocedureforsynthesisofBaTiO3fineparticles2.3材料表征用ST-2000比表面积与孔径测定仪(北

6、分仪器有限公司)测试粉体的比表面积,并用下式计算出粉体的比表面积当量直径DBET:DBET=6/ρSBET,式中：ρ为钛酸钡的理论密度（ρ为6.0g/cm3）采用JSM6700F型扫描电子显微镜(日本,JEOL)和DMBA450型数码光学显微镜（厦门麦克奥迪实业有限公司）观测颗粒的显微形貌及团聚程度，利用WQL(LKY-2)型微粒度分布仪（上海精密科学仪器有限公司）测定颗粒的粒度大小及分布。3.结果分析与讨论3.1表面活性剂种类对制备BaTiO3粉体的影响通过添加若干不同种类的表面活性剂(包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、二性表面活性剂、非离子表面活

7、性剂)来合成钛酸钡产品。然后用测定颗粒比表面积换算得出的当量球径DBET来表示粉体的一次颗粒粒径；采用微粒度分布仪测定的D50（重量中位粒径）来表示颗粒团聚体的粒径大小。所选的表面活性剂有:阴离子SDS；阳离子表面活性剂CTAB；二性表面活性剂BS-12；非离子表面活性剂APG50%，TX-10，PEG400，PEG6000。实验中表面活性剂用量及处理均在相同条件下进行。表1：不同表面活性剂对钛酸钡粉体颗粒大小的变化Table1.BETspecificsurfacearea,DBETandD50ofBaTiO3powderssynthesizedwithd

8、ifferentsurfactantsSurfactantBETs