纳米技术的研究与进展.doc

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1、目录：钛酸顿陶瓷粉体的制备工艺及进展21、引言22、钛酸顿的性质23钛酸顿陶瓷粉体的制备33.1、固相合成法33.2、化学沉淀法43.2.1、直接沉淀法43.2.2.草酸盐共沉淀法53.2.3、双氧水共沉淀法63.3、液相法63.3.1、溶胶-凝胶法63.3.2.水热合成法73.3.3.微乳液法84、结束语95、参考文献9钛酸顿陶瓷粉体的制备工艺及进展陈丕雄(海南大学材料与化工学院，海南海口570228)【摘要】钛酸锁是一种重要的电子陶瓷材料，其粉体原料的制备技术近年来发展I•分迅速，这些制备方法各有其特点和应用。本文就钛酸锁陶瓷粉体的制备技术以及其研究进展作了

2、综合评述。【关键词】钛酸顿；陶瓷粉体；研究进展1、引言钛酸^(BaTiO3)具有高介电常数及铁电、压电和正温度系数效应等优异的电学性能，广泛用于电子陶瓷工业屮，是电子工业关键的基础材料,被誉为“电子工业的支柱”。纳米钛酸锁粉体的制备与研究一直是该领域的一个热点。近年来实验室研究工作主要集屮在改进BaTiO?粉体的制备工艺、掺杂方式以及改善烧结行为等方而，H的是改善BaTiOs粉体的烧结性、显微结构和物理性质，尤其是介电性能，以使其适应环境更宽、应用范囤更广。H前,合成钛酸锁的方法主要有:固相法、化学沉淀法、液相法等忑酸锁粉体的/细化已用为钛酸锁材料发展的趋势，但

3、其巨大的表面能和表面效应引起的团聚现象使超细粉体的优势难以发挥。而我国H前生产工艺还不完善，广泛采用的传统固相烧结法制得的粉体不仅粒度大，而口，粒径分布范围宽、纯度低、掺杂元素不均匀、波动性大、性能不稳定，极大地影响了陶瓷的性能，所以,需要的高纯的纳米钛酸钞I绝大部分要依靠迸口，在这种情况下，如何制备纳米钛酸锁粉体并实现产业化就成为我国科研工作者迫切要解决的一个重要课题®叫2、钛酸顿的性质钛酸®(BaTi03)又称偏钛酸领，分子量为233.19。白色结晶粉末，溶于浓硫酸、盐酸和氢氟酸，不溶于稀硝酸、水和碱；其熔点为1625°C,密度为6.017g/cnr有毒性

4、。钛酸领的晶体结构是典型的钙钛矿结构，具有理想的结构单胞，即立方对称性晶胞如图1所示。B芒离子和护一离子共同按立方最紧密堆积的方式，堆积成O'-处于而心位置的“立方面心结构”，而尺寸较小、电价较高的Ti4+离子则在八面体间隙屮。每个B/+离子被十二个-离子包围形成立方八面体，其配位数为12;每个钛离子被六个氧离子色围形成八面体，其配位数为6；在每个护一周围有四个B/+和两个Ti4+[9OTitMtaaO(a)(b)图1钦酸锁的钙钦矿晶体结构图Fig.TheschematicdiagramofABO3perovskitetypeunitcell(a)Unitce

5、llwhentakeBa2+asorigin:(b)UnitcellwhentakeTi4+asorigin3钛酸顿陶瓷粉体的制备钛酸顿陶瓷粉体的制备方法主要有固相法、化学沉淀法、液相法等。■■EH相合成法固相法是钛酸锁粉体的传统制备方法，典型的工艺是将等量碳酸钦和二氧化钛混合，在1500°C温度下反应24h,反应式为：BaCC)3+TiC)2~►BaTiOs+CO?to其工艺流程图示于图2图2間相法制取钦酸锁粉体的T艺流程图该法工艺简单，设备可靠，但由于是在高温下完成固相间的扩散传质,故所得BaTiO3粉体粒径比较大（儿微米），必须再次进行球磨;高温锻烧能耗较

6、大;化学成分不均匀，影响烧结陶瓷的性能;团聚现象严重;较难得到纯BaTiO3晶相,总有少量BaTiO4或其它领钛化合物残留其屮，粉体纯度低;原料成本较高。由于固相法制取的BaTiOa粉体质量较低，一般只用于制作技术性能要求较低的产品。两步法烧结是固相法屮一种特殊的方法，在烧结过程屮先升温到最高温度不保温，立即以很快的速度降温到相对较低的温度长时间保温，从而得到钛酸领陶瓷的方法。此法得到的钛酸锁陶瓷的晶粒尺寸远小于常规烧结得到的钛酸锁陶瓷的尺寸U11o邓湘云等人"2】利用两段式无压烧结和放电等离子体烧结工艺分别制备出致密的100nm以下的系列纳米晶钛酸钞!陶瓷，其

7、屮包括首次通过两段式无压烧结制备出的H前国际上晶粒尺寸最小的高致密8nm钛酸锁纳米晶陶瓷，其相对密度高达99.6%o3・2、化学沉淀法化学沉淀法是在金属盐类的水溶液屮，控制适当的条件使沉淀剂与金属离子反应，产生水合氧化物或难溶化合物，使溶质转化为沉淀，然后，经分离、干燥或热分解而得到纳米超微粒。化学沉淀法可分为直接沉淀法、草酸盐沉淀法和双氧水沉淀法等。3.2.1、直接沉淀法直接沉淀法是指在金属盐溶液屮加入适当的沉淀剂，控制适当的条件使沉淀剂与金属离子反应生成粉末沉淀物W王松泉和刘晓林等人【⑷用一定比例的TiCb与BaCl2混合溶液和N2H溶液作为反应物，在80〜

8、90°C吋反应，保持反应