CN116969503A - 一种mlcc用纳米钛酸钡及其制备方法 - Google Patents
一种mlcc用纳米钛酸钡及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116969503A CN116969503A CN202310939868.7A CN202310939868A CN116969503A CN 116969503 A CN116969503 A CN 116969503A CN 202310939868 A CN202310939868 A CN 202310939868A CN 116969503 A CN116969503 A CN 116969503A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mixture
- barium titanate
- mlcc
- purity
- titanium oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 80
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims 17
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 47
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 43
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 18
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 16
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 98
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 58
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 42
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 42
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 28
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 14
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 7
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 5
- WNKMTAQXMLAYHX-UHFFFAOYSA-N barium(2+);dioxido(oxo)titanium Chemical compound [Ba+2].[O-][Ti]([O-])=O WNKMTAQXMLAYHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 66
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 3
- 229910001863 barium hydroxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 8
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 229910001422 barium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- QKKWJYSVXDGOOJ-UHFFFAOYSA-N oxalic acid;oxotitanium Chemical compound [Ti]=O.OC(=O)C(O)=O QKKWJYSVXDGOOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/003—Titanates
- C01G23/006—Alkaline earth titanates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/30—Three-dimensional structures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/77—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by unit-cell parameters, atom positions or structure diagrams
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种MLCC用纳米钛酸钡及其制备方法。其技术方案是：将硫酸氧钛溶液、钛酸四丁酯与磷酸二氢钾液混合，在磁力搅拌条件下加入尿素，调节pH值至8.5～10.5，再于80～95℃条件下持续搅拌2～3h，得到氧化钛浆料；对氧化钛浆料进行喷雾干燥，即得氧化钛粉体；将氧化钛粉体、氧化钡和氢氧化物混合，加入纯水和乙二醇，混合均匀，得到前驱体悬浊液；将前驱体悬浊液移至聚四氟乙烯反应釜，置于微波设备中加热，保温，自然冷却，经洗涤、抽滤和干燥，制得MLCC用纳米钛酸钡。本发明具有能耗小、生产成本低和生产周期短的特点，所制备的MLCC用纳米钛酸钡粉体纯度高、粒径小、分散性好且四方性高，能直接应用于片式多层陶瓷电容器。
Description
技术领域
本发明属于电子材料应用领域。具体涉及一种MLCC用纳米钛酸钡及其制备方法。
背景技术
BaTiO3(BT)钙钛矿结构材料是一种重要的介电材料，由于其的介电常数高和铁电性能优异，广泛应用于电子工业中，尤其是MLCC(“MLCC”为片式多层陶瓷电容器的英文缩写)领域。四方相BaTiO3粉体是当前大容量超薄型MLCC器件的关键原料，且随着MLCC的小型化，尺寸将会进一步减小，因此制备出一种MLCC用纳米钛酸钡为本领域技术人员所关注。
孙健(孙健.高结晶度、晶粒均匀的钛酸钡粉体制备方法研究[J].科学技术创新,2021(17)∶31-32.)采用固相法，结合二步法分散工艺和二步法煅烧工艺制备得到结晶度高、晶粒大小均匀的四方相钛酸钡粉体，但实验流程繁琐、二次球磨导致容易引入杂质且耗能高。
“一种固相合成制备钛酸钡粉体的方法”(CN113353974A)专利技术，采用改进的固相合成法，使用回转炉低-高温两段式煅烧法，得到四方性高、烧结活性高的钛酸钡粉体，但钛酸钡颗粒粒径较大，且该方法设备投资大，成本较高。
“草酸氧钛钡、其制造方法和钛酸钡的制造方法”(CN115916792A)专利技术，采用草酸盐法虽得到粒径小和高结晶的钛酸钡，但该方法生产周期长，且钛酸钡粉体分散性差，团聚现象严重，影响使用。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺点，目的在于提供一种能耗小、生产成本低和生产周期短的MLCC用纳米钛酸钡的制备方法，用该方法制备的MLCC用纳米钛酸钡粉体纯度高、粒径小、分散性好且四方性高，能直接应用于片式多层陶瓷电容器。
为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
步骤一、按钛酸四丁酯∶硫酸氧钛溶液的质量比为1∶10～30配料，混合，即得混合料A；再按所述混合料A∶磷酸二氢钾溶液的质量比为1∶0.5～0.6，向所述混合料A中加入磷酸二氢钾溶液，混合，得到混合料B。
步骤二、在磁力搅拌条件下，向所述混合料B中加入尿素溶液，调节pH至8.5～10.5，得到混合料C；将所述混合料C在80～95℃条件下持续搅拌2～3h，得到氧化钛浆料，然后将所述氧化钛浆料在230～260℃条件下喷雾干燥，得到氧化钛粉体。
步骤三、按所述氧化钛粉体∶氧化钡的摩尔比为1∶1～1.05配料，混合，得到混合料D；按氢氧化钠∶氢氧化钾的摩尔比为1∶1配料，混合，得到混合料E；按混合料D∶混合料E的质量比为1∶1～3配料，得到混合料F；再按所述混合料F∶乙二醇∶去离子水的质量比为1∶1∶1～5，向所述混合料F中加入乙二醇和去离子水，混合均匀，得到前驱体悬浊液。
步骤四、将所述前驱体悬浊液移至聚四氟乙烯反应釜内，再将所述聚四氟乙烯反应釜置于微波设备中，加热至200～280℃，保温25～45min；然后将微波加热后的前驱体悬浊液用去离子水洗涤3～5次，每次洗涤后抽滤，得到滤饼；将所述滤饼于70～80℃条件下干燥8～12h，得到MLCC用纳米钛酸钡。
所述MLCC用纳米钛酸钡的c/a为1∶1.094～1.011，MLCC用纳米钛酸钡的比表面积＞30m2/g。
所述钛酸四丁酯的纯度为98％以上。
所述硫酸氧钛溶液的纯度为93～99.95％。
所述磷酸二氢钾溶液的浓度为0.1～0.25wt％，磷酸二氢钾溶液为磷酸二氢钾与去离子水的混合溶液；其中：磷酸二氢钾颗粒的纯度为99.95％以上。
所述尿素溶液的浓度为40～60％。
所述氧化钡颗粒的纯度为99.9％以上。
所述氢氧化钠颗粒的纯度为99.9％以上。
所述氢氧化钾颗粒的纯度为99.9％以上。
所述乙二醇的纯度为99.9％以上。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
本发明以硫酸氧钛溶液和钛酸四丁酯为钛源，在常压、低温条件下制备出比表面积大、反应活性高的锐钛矿相氧化钛粉体；再将氧化钛粉体与氧化钡混合，然后加入氢氧化物、纯水和乙二醇，得到前驱体悬浊液；最后对前驱体悬浊液进行微波水热处理，在低温下制得MLCC用纳米钛酸钡。因此本发明能耗小、原料成本低和生产周期短。
本发明在制备氧化钛的过程中采用喷雾干燥技术，在较低温度下得到了锐钛型氧化钛粉体，同时避免氧化钛粉体团聚，有效保证了氧化钛的反应活性；在合成MLCC用纳米钛酸钡的过程中，采用微波水热处理技术，由于一系列反应都是在液相介质中完成，一方面，钡离子和钛离子的混合更加均匀，生成的钛酸钡均匀地分散在介质中；另一方面，利用微波能量加快了反应速度，介质在微波场作用下随其高速旋转，反应物质在短时间内均匀加热，大幅度消除温度梯度，在较低温度下使钛酸钡成核，避免了现有水热反应结晶性差、反应时间长的缺点；同时，在微波能量和压力的共同作用下，钛酸钡晶体更容易发生晶格畸变，在较低温度下便可得到高四方性的钛酸钡。本发明合成温度低，钛酸钡晶粒生长缓慢，得到的四方相钛酸钡粒径小、烧结活性高。
本发明制备的MLCC用纳米钛酸钡经检测：四方性高(c/a为1.094～1.011)；烧结活性高(比表面积＞30m2/g)。
因此，本发明具有能耗小、生产成本低和生产周期短的特点，用该方法制备的纳米钛酸钡粉体纯度高、粒径小、分散性好且四方性高，能直接应用于片式多层陶瓷电容器。
附图说明
图1为本发明制备的一种MLCC用纳米钛酸钡的XRD图；
图2为图1所示MLCC用纳米钛酸钡的SEM图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对其保护范围的限制。
一种MLCC用纳米钛酸钡及其制备方法。本具体实施方式所述制备方法的步骤是：
步骤一、按钛酸四丁酯∶硫酸氧钛溶液的质量比为1∶10～30配料，混合，即得混合料A；再按所述混合料A∶磷酸二氢钾溶液的质量比为1∶0.5～0.6，向所述混合料A中加入磷酸二氢钾溶液，混合，得到混合料B。
步骤二、在磁力搅拌条件下，向所述混合料B中加入尿素溶液，调节pH至8.5～10.5，得到混合料C；将所述混合料C在80～95℃条件下持续搅拌2～3h，得到氧化钛浆料，然后将所述氧化钛浆料在230～260℃条件下喷雾干燥，得到氧化钛粉体。
步骤三、按所述氧化钛粉体∶氧化钡的摩尔比为1∶1～1.05配料，混合，得到混合料D；按氢氧化钠∶氢氧化钾的摩尔比为1∶1配料，混合，得到混合料E；按混合料D∶混合料E的质量比为1∶1～3配料，得到混合料F；再按所述混合料F∶乙二醇∶去离子水的质量比为1∶1∶1～5，向所述混合料F中加入乙二醇和去离子水，混合均匀，得到前驱体悬浊液。
步骤四、将所述前驱体悬浊液移至聚四氟乙烯反应釜内，再将所述聚四氟乙烯反应釜置于微波设备中，加热至200～280℃，保温25～45min；然后将微波加热后的前驱体悬浊液用去离子水洗涤3～5次，每次洗涤后抽滤，得到滤饼；将所述滤饼于70～80℃条件下干燥8～12h，得到MLCC用纳米钛酸钡。
所述MLCC用纳米钛酸钡的c/a为1∶1.094～1.011，MLCC用纳米钛酸钡的比表面积＞30m2/g。
所述钛酸四丁酯的纯度为98％以上。
所述硫酸氧钛溶液的纯度为93～99.95％。
所述磷酸二氢钾溶液的浓度为0.1～0.25wt％，磷酸二氢钾溶液为磷酸二氢钾与去离子水的混合溶液；其中：磷酸二氢钾颗粒的纯度为99.95％以上。
所述尿素溶液的浓度为40～60％。
所述氧化钡颗粒的纯度为99.9％以上。
所述氢氧化钠颗粒的纯度为99.9％以上。
所述氢氧化钾颗粒的纯度为99.9％以上。
所述乙二醇的纯度为99.9％以上。
实施例1
一种MLCC用纳米钛酸钡及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按钛酸四丁酯∶硫酸氧钛溶液的质量比为1∶10配料，混合，即得混合料A；再按所述混合料A∶磷酸二氢钾溶液的质量比为1∶0.5，向所述混合料A中加入磷酸二氢钾溶液，混合，得到混合料B。
步骤二、在磁力搅拌条件下，向所述混合料B中加入尿素溶液，调节pH至8.5，得到混合料C；将所述混合料C在80℃条件下持续搅拌2h，得到氧化钛浆料，然后将所述氧化钛浆料在230℃条件下喷雾干燥，得到氧化钛粉体。
步骤三、按所述氧化钛粉体∶氧化钡的摩尔比为1∶1配料，混合，得到混合料D；按氢氧化钠∶氢氧化钾的摩尔比为1∶1配料，混合，得到混合料E；按混合料D∶混合料E的质量比为1∶1配料，得到混合料F；再按所述混合料F∶乙二醇∶去离子水的质量比为1∶1∶1，向所述混合料F中加入乙二醇和去离子水，混合均匀，得到前驱体悬浊液。
步骤四、将所述前驱体悬浊液移至聚四氟乙烯反应釜内，再将所述聚四氟乙烯反应釜置于微波设备中，加热至200℃，保温25min；然后将微波加热后的前驱体悬浊液用去离子水洗涤3次，每次洗涤后抽滤，得到滤饼；将所述滤饼于70℃条件下干燥8h，得到MLCC用纳米钛酸钡。
所述MLCC用纳米钛酸钡的c/a为1∶1.094，MLCC用纳米钛酸钡的比表面积为38.72m2/g。
所述钛酸四丁酯的纯度为98.1％。
所述硫酸氧钛溶液的纯度为93％。
所述磷酸二氢钾溶液的浓度为0.1wt％，磷酸二氢钾溶液为磷酸二氢钾与去离子水的混合溶液；其中：磷酸二氢钾颗粒的纯度为99.96％。
所述尿素溶液的浓度为40％。
所述氧化钡颗粒的纯度为99.91％。
所述氢氧化钠颗粒的纯度为99.91％。
所述氢氧化钾颗粒的纯度为99.91％。
所述乙二醇的纯度为99.91％。
实施例2
一种MLCC用纳米钛酸钡及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按钛酸四丁酯∶硫酸氧钛溶液的质量比为1∶20配料，混合，即得混合料A；再按所述混合料A∶磷酸二氢钾溶液的质量比为1∶0.53，向所述混合料A中加入磷酸二氢钾溶液，混合，得到混合料B。
步骤二、在磁力搅拌条件下，向所述混合料B中加入尿素溶液，调节pH至9，得到混合料C；将所述混合料C在90℃条件下持续搅拌2.5h，得到氧化钛浆料，然后将所述氧化钛浆料在240℃条件下喷雾干燥，得到氧化钛粉体。
步骤三、按所述氧化钛粉体∶氧化钡的摩尔比为1∶1.01配料，混合，得到混合料D；按氢氧化钠∶氢氧化钾的摩尔比为1∶1配料，混合，得到混合料E；按混合料D∶混合料E的质量比为1∶2配料，得到混合料F；再按所述混合料F∶乙二醇∶去离子水的质量比为1∶1∶2，向所述混合料F中加入乙二醇和去离子水，混合均匀，得到前驱体悬浊液。
步骤四、将所述前驱体悬浊液移至聚四氟乙烯反应釜内，再将所述聚四氟乙烯反应釜置于微波设备中，加热至240℃，保温30min；然后将微波加热后的前驱体悬浊液用去离子水洗涤4次，每次洗涤后抽滤，得到滤饼；将所述滤饼于75℃条件下干燥9h，得到MLCC用纳米钛酸钡。
所述MLCC用纳米钛酸钡的c/a为1∶1.097，MLCC用纳米钛酸钡的比表面积为37.53m2/g。
所述钛酸四丁酯的纯度为98.2％。
所述硫酸氧钛溶液的纯度为95％。
所述磷酸二氢钾溶液的浓度为0.15wt％，磷酸二氢钾溶液为磷酸二氢钾与去离子水的混合溶液；其中：磷酸二氢钾颗粒的纯度为99.97％。
所述尿素溶液的浓度为45％。
所述氧化钡颗粒的纯度为99.92％。
所述氢氧化钠颗粒的纯度为99.92％。
所述氢氧化钾颗粒的纯度为99.92％。
所述乙二醇的纯度为99.92％。
实施例3
一种MLCC用纳米钛酸钡及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按钛酸四丁酯∶硫酸氧钛溶液的质量比为1∶25配料，混合，即得混合料A；再按所述混合料A∶磷酸二氢钾溶液的质量比为1∶0.55，向所述混合料A中加入磷酸二氢钾溶液，混合，得到混合料B。
步骤二、在磁力搅拌条件下，向所述混合料B中加入尿素溶液，调节pH至10，得到混合料C；将所述混合料C在95℃条件下持续搅拌2.5h，得到氧化钛浆料，然后将所述氧化钛浆料在250℃条件下喷雾干燥，得到氧化钛粉体。
步骤三、按所述氧化钛粉体∶氧化钡的摩尔比为1∶1.03配料，混合，得到混合料D；按氢氧化钠∶氢氧化钾的摩尔比为1∶1配料，混合，得到混合料E；按混合料D∶混合料E的质量比为1∶3配料，得到混合料F；再按所述混合料F∶乙二醇∶去离子水的质量比为1∶1∶4，向所述混合料F中加入乙二醇和去离子水，混合均匀，得到前驱体悬浊液。
步骤四、将所述前驱体悬浊液移至聚四氟乙烯反应釜内，再将所述聚四氟乙烯反应釜置于微波设备中，加热至260℃，保温35min；然后将微波加热后的前驱体悬浊液用去离子水洗涤4次，每次洗涤后抽滤，得到滤饼；将所述滤饼于78℃条件下干燥10h，得到MLCC用纳米钛酸钡。
所述MLCC用纳米钛酸钡的c/a为1∶1.099，MLCC用纳米钛酸钡的比表面积为35.45m2/g。
所述钛酸四丁酯的纯度为98.3％。
所述硫酸氧钛溶液的纯度为97％。
所述磷酸二氢钾溶液的浓度为0.2wt％，磷酸二氢钾溶液为磷酸二氢钾与去离子水的混合溶液；其中：磷酸二氢钾颗粒的纯度为99.98％。
所述尿素溶液的浓度为50％。
所述氧化钡颗粒的纯度为99.93％。
所述氢氧化钠颗粒的纯度为99.93％。
所述氢氧化钾颗粒的纯度为99.93％。
所述乙二醇的纯度为99.93％。
实施例4
一种MLCC用纳米钛酸钡及其制备方法。本实施例所述制备方法的步骤是：
步骤一、按钛酸四丁酯∶硫酸氧钛溶液的质量比为1∶30配料，混合，即得混合料A；再按所述混合料A∶磷酸二氢钾溶液的质量比为1∶0.6，向所述混合料A中加入磷酸二氢钾溶液，混合，得到混合料B。
步骤二、在磁力搅拌条件下，向所述混合料B中加入尿素溶液，调节pH至10.5，得到混合料C；将所述混合料C在95℃条件下持续搅拌3h，得到氧化钛浆料，然后将所述氧化钛浆料在260℃条件下喷雾干燥，得到氧化钛粉体。
步骤三、按所述氧化钛粉体∶氧化钡的摩尔比为1∶1.05配料，混合，得到混合料D；按氢氧化钠∶氢氧化钾的摩尔比为1∶1配料，混合，得到混合料E；按混合料D∶混合料E的质量比为1∶3配料，得到混合料F；再按所述混合料F∶乙二醇∶去离子水的质量比为1∶1∶5，向所述混合料F中加入乙二醇和去离子水，混合均匀，得到前驱体悬浊液。
步骤四、将所述前驱体悬浊液移至聚四氟乙烯反应釜内，再将所述聚四氟乙烯反应釜置于微波设备中，加热至280℃，保温45min；然后将微波加热后的前驱体悬浊液用去离子水洗涤5次，每次洗涤后抽滤，得到滤饼；将所述滤饼于80℃条件下干燥12h，得到MLCC用纳米钛酸钡。
所述MLCC用纳米钛酸钡的c/a为1∶1.011，MLCC用纳米钛酸钡的比表面积为30.19m2/g。
所述钛酸四丁酯的纯度为98.4％。
所述硫酸氧钛溶液的纯度为99％。
所述磷酸二氢钾溶液的浓度为0.25wt％，磷酸二氢钾溶液为磷酸二氢钾与去离子水的混合溶液；其中：磷酸二氢钾颗粒的纯度为99.96％。
所述尿素溶液的浓度为60％。
所述氧化钡颗粒的纯度为99.94％。
所述氢氧化钠颗粒的纯度为99.94％。
所述氢氧化钾颗粒的纯度为99.94％。
所述乙二醇的纯度为99.94％。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
本具体实施方式以硫酸氧钛溶液和钛酸四丁酯为钛源，在常压、低温条件下制备出比表面积大、反应活性高的锐钛矿相氧化钛粉体；再将氧化钛粉体与氧化钡混合，然后加入氢氧化物、纯水和乙二醇，得到前驱体悬浊液；最后对前驱体悬浊液进行微波水热处理，在低温下制得MLCC用纳米钛酸钡。因此，本发明能耗小、原料成本低和生产周期短。
本具体实施方式在制备氧化钛的过程中采用喷雾干燥技术，在较低温度下得到了锐钛型氧化钛粉体，同时避免氧化钛粉体团聚，有效保证了氧化钛的反应活性；在合成MLCC用纳米钛酸钡的过程中，采用微波水热处理技术，由于一系列反应都是在液相介质中完成，一方面，钡离子和钛离子的混合更加均匀，生成的钛酸钡均匀地分散在介质中；另一方面，利用微波能量加快了反应速度，介质在微波场作用下随其高速旋转，反应物质在短时间内均匀加热，大幅度消除温度梯度，在较低温度下使钛酸钡成核，避免了现有水热反应结晶性差、反应时间长的缺点；同时，在微波能量和压力的共同作用下，钛酸钡晶体更容易发生晶格畸变，在较低温度下便可得到高四方性的钛酸钡。本具体实施方式合成温度低，钛酸钡晶粒生长缓慢，得到的四方相钛酸钡粒径小、烧结活性高。
本具体实施方式制备的MLCC用纳米钛酸钡如附图所示：图1是实施例1制备的MLCC用纳米钛酸钡的XRD图；图2为图1所示的MLCC用纳米钛酸钡的SEM图。从图1可以看出，制得的MLCC用纳米钛酸钡为纯四方相，且无其他杂相，说明所制备的MLCC用纳米钛酸钡纯度高且结晶性好；从图2可以看出，制备的MLCC用纳米钛酸钡形貌呈四方状，晶粒尺寸小且分布较均匀。
本具体实施方式制备的MLCC用纳米钛酸钡经检测：四方性高(c/a为1.094～1.011)；烧结活性高(比表面积＞30m2/g)。
本发明具有合成温度低、生产成本低、制备时间短的特点；用该方法可制备得到纯度高、粒径小、分散性好、烧结活性高的四方相纳米钛酸钡粉体。
Claims (10)
1.一种MLCC用纳米钛酸钡的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、按钛酸四丁酯∶硫酸氧钛溶液的质量比为1∶10～30配料，混合，即得混合料A；再按所述混合料A∶磷酸二氢钾溶液的质量比为1∶0.5～0.6，向所述混合料A中加入磷酸二氢钾溶液，混合，得到混合料B；
步骤二、在磁力搅拌条件下，向所述混合料B中加入尿素溶液，调节pH至8.5～10.5，得到混合料C；将所述混合料C在80～95℃条件下持续搅拌2～3h，得到氧化钛浆料，然后将所述氧化钛浆料在230～260℃条件下喷雾干燥，得到氧化钛粉体；
步骤三、按所述氧化钛粉体∶氧化钡的摩尔比为1∶1～1.05配料，混合，得到混合料D；按氢氧化钠∶氢氧化钾的摩尔比为1∶1配料，混合，得到混合料E；按混合料D∶混合料E的质量比为1∶1～3配料，得到混合料F；再按所述混合料F∶乙二醇∶去离子水的质量比为1∶1∶1～5，向所述混合料F中加入乙二醇和去离子水，混合均匀，得到前驱体悬浊液；
步骤四、将所述前驱体悬浊液移至聚四氟乙烯反应釜内，再将所述聚四氟乙烯反应釜置于微波设备中，加热至200～280℃，保温25～45min；然后将微波加热后的前驱体悬浊液用去离子水洗涤3～5次，每次洗涤后抽滤，得到滤饼；将所述滤饼于70～80℃条件下干燥8～12h，得到MLCC用纳米钛酸钡；
所述MLCC用纳米钛酸钡的c/a为1∶1.094～1.011，MLCC用纳米钛酸钡的比表面积＞30m2/g。
2.根据权利要求1所述的MLCC用纳米钛酸钡的制备方法，其特征在于所述钛酸四丁酯的纯度为98％以上。
3.根据权利要求1所述的MLCC用纳米钛酸钡的制备方法，其特征在于所述硫酸氧钛溶液的纯度为93～99.95％。
4.根据权利要求1所述的MLCC用纳米钛酸钡的制备方法，其特征在于所述磷酸二氢钾溶液的浓度为0.1～0.25wt％，磷酸二氢钾溶液为磷酸二氢钾与去离子水的混合溶液；其中：磷酸二氢钾颗粒的纯度为99.95％以上。
5.根据权利要求1所述的MLCC用纳米钛酸钡的制备方法，其特征在于所述尿素溶液的浓度为40～60％。
6.根据权利要求1所述的MLCC用纳米钛酸钡的制备方法，其特征在于，所述氧化钡颗粒的纯度为99.9％以上。
7.根据权利要求1所述的MLCC用纳米钛酸钡的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠颗粒的纯度为99.9％以上。
8.根据权利要求1所述的MLCC用纳米钛酸钡的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钾颗粒的纯度为99.9％以上。
9.根据权利要求1所述的MLCC用纳米钛酸钡的制备方法，其特征在于，所述乙二醇的纯度为99.9％以上。
10.一种MLCC用纳米钛酸钡，其特征在于所述MLCC用纳米钛酸钡是根据权利要求1～9项中任一所述的MLCC用纳米钛酸钡的制备方法制得的MLCC用纳米钛酸钡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310939868.7A CN116969503A (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种mlcc用纳米钛酸钡及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310939868.7A CN116969503A (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种mlcc用纳米钛酸钡及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116969503A true CN116969503A (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=88470820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310939868.7A Pending CN116969503A (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种mlcc用纳米钛酸钡及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116969503A (zh) |
-
2023
- 2023-07-28 CN CN202310939868.7A patent/CN116969503A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113479918B (zh) | 一种纳米球形α-氧化铝粉体制备方法 | |
| KR102590443B1 (ko) | 나노 티탄산바륨 미세 결정 및 그 제조 방법과 티탄산바륨 파우더 및 그 제조 방법 | |
| CN113955783A (zh) | 一种控制氢氧化铝水热产物颗粒尺寸的方法 | |
| CN109721096B (zh) | 一种制备高纯钛酸钡的装置及方法 | |
| US8715614B2 (en) | High-gravity reactive precipitation process for the preparation of barium titanate powders | |
| WO2024183195A1 (zh) | 一种纳米级四方相钛酸钡粉末的制备工艺 | |
| CN113292097A (zh) | 一种制备高四方性钛酸钡粉体的方法 | |
| CN115924963B (zh) | 水热法合成四方相纳米钛酸钡的制备方法、四方相纳米钛酸钡及其应用 | |
| CN115246653B (zh) | 纳米氧化镝及其制备方法与应用 | |
| CN116969503A (zh) | 一种mlcc用纳米钛酸钡及其制备方法 | |
| CN112707726A (zh) | 一种钛酸钡纳米粉体制备方法 | |
| JP3198238B2 (ja) | 酸化チタン微粉末及びその製造法 | |
| CN114560496A (zh) | 一种低温流变相制备钙钛矿纳米粒子的方法 | |
| CN101525151B (zh) | 高纯电子级钛酸锶的生产工艺 | |
| CN113998732A (zh) | 一种钛酸钡纳米粉体的制备方法 | |
| JP3486156B2 (ja) | 結晶性チタン酸バリウム粉末の製造方法 | |
| CN114105228A (zh) | 一种厚膜电阻用氧化钌的制备方法 | |
| CN115477324B (zh) | 一种四方相纳米钛酸钡的制备方法 | |
| CN116283275B (zh) | 一种钛酸钡粉体及其制备方法和应用 | |
| CN109867302A (zh) | 一种高纯超细四碱式硫酸铅产品及其制备方法 | |
| CN116835973B (zh) | 一种氧化铋包覆氧化锌粉体及其制备方法和应用 | |
| CN114940505B (zh) | 一种微晶类球形氧化铝粉体的制备方法 | |
| CN108339989B (zh) | 一种纳米级钨铜前驱粉体的简易制备方法 | |
| CN116969505A (zh) | 一种mlcc用纳米二氧化钛及其制备方法 | |
| CN116022841A (zh) | 钛酸钡钙粉体的制备方法及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |