CN112279298A - 一种使用新型熔盐低温合成BaTiO3粉体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用新型熔盐低温合成BaTiO3粉体的方法。其工艺特点是:选用全新的KCl‑LiCl二元熔盐体系为反应介质,将KCl和LiCl按摩尔质量比1:1配料,加入同摩尔质量的BaCO3和TiO2,一同放入球磨罐中,再加入适量的ZrO2球和去离子水,在45r/min转速的球磨机上球磨混料24h,干燥、过筛之后在600℃的温度下煅烧反应2h后,获得纯的四方相BaTiO3粉体。相较其他采用钾盐的熔盐法,本发明合成温度低,条件简单,保温时间短,添加的盐类含量大大降低,成本低,具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用新型熔盐低温合成BaTiO3粉体的方法,属于材料科学技术,先进陶瓷粉体制备领域。
背景技术
BaTiO3具有较高的介电常数、优良的铁电、压电和绝缘等优良性能,被认为是陶瓷电子元件的基础材料。近年来,由于MLCC的快速发展,对于作为原料的BaTiO3粉体的需求越来越大,对其性能要求也越来越高,特别希望获得颗粒细的四方相BaTiO3粉体。普通的固相法合成BaTiO3粉体所需温度较高,无法满足细晶要求,因此,发展更加先进的制粉工艺非常重要。
熔盐法是一种用来合成材料粉体的简便方法。在反应过程中,利用盐的熔体,增强反应成分在液相中的流动性,提高扩散速率,同时阻止颗粒之间的相互团聚,从而明显降低合成温度和缩短反应时间,被广泛应用在BaTiO3等粉体制备领域。目前常用熔盐环境有单元系统的NaCl、KCl、KF等,多元系统有NaOH-KOH、NaCl-KCl等。不过,这些熔盐环境下合成BaTiO3粉体所需的温度依然较高,保温时间较长。因此有必要寻找新的熔盐体系,进一步降低BaTiO3粉体的合成温度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的KCl-LiCl二元熔盐体系,可有效降低BaTiO3粉体的合成温度。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:将BaTiO3、TiO2、KCl和LiCl一同湿法球磨混合后,干燥、研磨、过筛得到混合粉体。将所得混合粉体放置于马弗炉中加热到预定温度,保温一定时间得到合成的粉体。将所得粉体研磨后,用去离子水洗涤多次,在80℃烘箱中烘干,就能得到纯的四方BaTiO3粉体。
上述技术方案的配方:BaTiO3、TiO2、KCl和LiCl的摩尔质量比为1:1:1:1。
上述技术方案的混合工艺参数:球磨时间为24h,球磨介质为去离子水和ZrO2球,料:水:球=1:2:2。
上述技术方案的合成温度:600-850℃,保温时间2小时。
按上述方法,BaTiO3合成温度可降低至600℃。且操作方法简便,生产流程短,所需要的工艺设备也很简单,适合规模化生产。
附图说明
图1是本发明600℃低温下合成的BaTiO3粉体的XRD图。
图1用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
具体实施方案
以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解为:此处所描写的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:一种低温合成的BaTiO3粉体,它是通过以下方法制备而成的:取BaTiO3、TiO2、KCl和LiCl各0.05mol,放入球磨罐中,加入去离子水和ZrO2磨球,料:水:球=1:2:2。球磨24小时后干燥、过筛得到混合好的原料粉体。将所得原料粉体置于刚玉坩埚中,放入在马弗炉中,于600℃煅烧2小时后自然冷却。将合成后的粉体研磨、过筛,用去离子水洗涤多次直至检测不出有Cl-离子,放入80℃烘箱干燥4小时,获得纯的四方相BaTiO3粉体,如图1所示。
Claims (4)
1.一种使用新型熔盐低温合成BaTiO3粉体的方法,其特征在于选用全新的KCl-LiCl二元熔盐体系为反应介质,具体过程是:
(1)将BaCO3、TiO2、LiCl和KCl一同放置于球磨罐中,经过湿法球磨后烘干、过筛,于马弗炉中加热到预定温度,保温一定时间后自然冷却;
(2)将步骤(1)获得的粉体研磨,用去离子水洗涤多次,直至AgNO3无法检验出沉淀;
(3)将步骤(2)中粉体抽滤,在80℃烘箱中放置4小时即可得到BaTiO3粉体。
2.根据权利要求1所述低温合成BaTiO3粉体的方法,其特征在于:步骤(1)中BaCO3、TiO2、LiCl和KCl的摩尔质量比为1:1:1:1。
3.根据权利要求1所述低温合成BaTiO3粉体的方法,其特征在于:所述球磨介质为无水乙醇和ZrO2球,料:水:球=1:2:2,球磨时间为24h。
4.根据权利要求1所述低温合成BaTiO3粉体的方法,其特征在于:粉体合成温度为600℃~850℃,保温时间为2h。
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