片状钛酸钡颗粒的熔盐法制备及其形貌-论文.pdf

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1、第35卷第7期武汉工程大学学报Vo1．35No．72013年O7月J．WuhanInst．Tech．Ju1．2Ol3文章编号：1674—2869(2o13)o7—0049一O5片状钛酸钡颗粒的熔盐法制备及其形貌徐军，伍建华，胡承威(武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北武汉430074)摘要：为了得到有利于晶粒择优取向的片状钛酸钡形貌颗粒，采用合成出的片状模板原料，通过熔盐法制备了片状钛酸钡颗粒．首先，以碳酸钾、二氧化钛和钛酸锂为原料，在氯化钾熔盐中制备了具有类纤铁矿层状、结构的钛酸盐(K。l8Til

2、l7。LiO)．经酸交换后，得到了片状钛酸(Hl_0Til_7。O，HTO)颗粒．HTO是一种具有层间通道结构和良好的离子交换性的片状模板，以HTO和碳酸钡为原料，氯化钠和氯化钾为熔盐，在820℃保温5h得到纯相的钛酸钡，其颗粒形貌呈现为宽5～8m、长1O～15m，厚度约1m左右的片状形貌，而且这些片状颗粒是由1m的小片状颗粒按特定晶向排列而成．结果表明以HTO为模板的原位反应机制起了主要作用，产生保持了片状HT0模板形状的片状钛酸钡颗粒．该方法有望为制备织构化陶瓷提供良好各向异性钛酸钡粉体．关键词

3、：熔盐法；片状模板；原位反应；钛酸钡中图分类号：TM22+1文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1674-2869．2013．07．010上工艺多采用熔盐法，主要原因有以下两点r9]：0引言a．盐熔体的形成，使反应成分在液相中的流动性BaTiO。是一种典型钙钛矿型结构铁电材料，增强，扩散速率显著提高，可以明显降低合成温具有优良的铁电、压电、介电和绝缘性能，在多层度、缩短反应时间；b．通过熔盐法可以更容易地控片式电容器、铁电非易失性存储器、压电传感器和制晶体颗粒的形状和尺寸．本论文也采

4、用熔盐法，致动器、热释电传感器和PTC热敏电阻等电子陶模板为H．。Till7。O(HTO)[1．HTO是一种具瓷工业中有着广泛的应用，是制造新型无铅介电有层间通道结构和良好离子交换性的片状模板．陶瓷的重要材料之一L1]．随着电子工业的发展FengQ等[1叩用HTO为模板，通过水热法制备出和相应研究的不断深入，人们对投入应用的了片状BaTiO。，本文部分作者L1以HT0作前躯BaTiO。的要求也越来越高，目前为止除常见的块体使用水热法制备出片状TiO。，再用片状TiO状和球状BaTiO。晶粒外，诸如针

5、状、片状、茧状以为模板熔盐法制备出片状BaTiO．本文则是以及管状形貌颗粒也被人们用各种方法制备出HTO和BaCO。为原料，NaC1和KC1作为熔盐，来[6]．用具有各向异性的片状BaTiO。粉体制备出探索形成片状BaTiO。的工艺条件和反应机理．的高性能BaTiO。织构化陶瓷不仅解决了多晶陶1实验瓷晶粒取向随机的、性能不佳等问题，而且还提供了一个简单而成本较低制备类似单晶性能的多晶1．1HTO模板的制备陶瓷的新方法．因此，片状形貌粉体的制备已成为实验以分析纯K。CO。，Li。C0。，和TiOz为原

6、BaTiO。的研究热点之一．．料，按摩尔比K：Ti：Li一0．8：1．73：0．27通常的制备方法是先合成出具有各向异性的称量原料，称量质量与原料总质量相等的KC1，将片状前躯体，然后经原位拓扑反应生成片状形貌原料和熔盐转移至玛瑙研钵中，研磨1h至混合均BaTiO。粉体．例如，丁西亚等[7先制备出片状匀，放人高温炉中1000℃热处理20h．将降到室BiTi。O前躯体，再通过熔盐法制备出片状温的样品，溶于去离子水中并离心清洗，参数为BaTiO3；TomoyaSato等[8通过熔盐法制备片状10000r

7、／min，离心8次，每次5min，最后将离心BaTiO。用的前躯体则是片状BaTiO。模板．以得到的粉体放人烘箱中70℃干燥24h，此时所得收稿日期：2o13—04—21基金项目：教育部留学回国人员科研启动基金，湖北省教育厅科学研究重点项目(D2O1O15O4)作者简介：徐军(197o一)，男，湖北武汉人，教授，博士．研究方向：电子功能材料．52武汉工程大学学报第35卷模板制备的BaTiO。，模板的形状基本得到保持，[2]SetterN．Electroceramics：lookingahead[J-

8、]．Jour—naloftheEuropeanCeramicSociety，2001，21(10—除少量是颗粒状BaTiO。外，其他大部分是片状．11)：1279—1293．片状尺寸大小比图3所示HTO颗粒小，大约为[3]TianXL，LiJ，ChenK，eta1．Nearlymonodisperse5～81TI宽，10～151TI长．放大单个片状颗粒，发ferroelectricBaTiO3hollownanoparticles：SizeRe_现片状模板结构其实已经