CN1187268C - 高能球磨合成单相九钛酸二钡粉体的方法 - Google Patents

高能球磨合成单相九钛酸二钡粉体的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1187268C
CN1187268C CNB031154921A CN03115492A CN1187268C CN 1187268 C CN1187268 C CN 1187268C CN B031154921 A CNB031154921 A CN B031154921A CN 03115492 A CN03115492 A CN 03115492A CN 1187268 C CN1187268 C CN 1187268C
Authority
CN
China
Prior art keywords
ball milling
barium
milling
hours
powder
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB031154921A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1431152A (zh
Inventor
李蔚
吴文骏
王宁
王依琳
赵梅瑜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Ceramics of CAS
Original Assignee
Shanghai Institute of Ceramics of CAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Ceramics of CAS filed Critical Shanghai Institute of Ceramics of CAS
Priority to CNB031154921A priority Critical patent/CN1187268C/zh
Publication of CN1431152A publication Critical patent/CN1431152A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1187268C publication Critical patent/CN1187268C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种合成单相九钛酸二钡粉体的方法,其特征在于按Ba2Ti9O20配料后采用行星式高能球磨湿磨方式,以水为溶剂,溶剂与原料的重量比为0.5∶1~0.9∶1。选用氧化锆磨球,料球重量比为1∶3~1∶20;球磨转速为100~300转/分;球磨时间20~50小时,烘干后在空气中1200℃煅烧4小时。具有制备工艺简单,工艺参数易控,适合大规模工业化生产特点。

Description

高能球磨合成单相九钛酸二钡粉体的方法
技术领域
本发明涉及一种九钛酸二钡(Ba2Ti9O20)粉体的制备方法,属精细化工领域。
背景技术
九钛酸二钡Ba2Ti9O20是一种优良的微波介质材料,具有较高的介电常数、低介电损耗及很小的共振频率温度系数,被广泛地应用于微波器件如谐振器、滤波器及微波天线的制备中,是一种极有前景的材料。随着微波通信的发展,其应用范围正在不断扩大。研究表明:九钛酸二钡材料的相组成对其微波性能有较大的影响,制备单相的九钛酸二钡粉体,是近年来,九钛酸二钡材料的研制和开发中的一个热点。目前制备单相九钛酸二钡的方法很多,如醇盐水解法,液相混合法、溶胶一凝胶法、柠檬酸法等。但这些方法,有的原料昂贵,有的工艺复杂,有的产量很低,都不适合于大规模生产。传统的机械球磨法是一种常见的合成九钛酸二钡的方法;作为固相法的一种,该方法具有工艺简单,成本低廉等优点,容易应用于大规模工业生产,因此具有较大的发展前途。但该方法也存在较明显的缺点,那就是需要较高的煅烧温度(>1300℃)才能获得单相的九钛酸二钡粉体,虽然在较低温度下也有可能获得单相的九钛酸二钡,但需要很长的保温时间(>70小时),这不仅要浪费大量能源,而且延长了生产周期,提高了生产成本。
发明内容
本发明是对普通的固相法的改进其目的在于提供一种价格低廉、可大规模生产,同时又可降低合成温度并缩短保温时间并提高粉体均匀性的方法。该方法工艺简单、产品质量稳定、成本较低。
本发明提供的制备方法是以市售化学纯碳酸钡和氧化钛为初始原料,通过在一定条件下进行高能球磨后,经烘干、煅烧后得到组分均匀、单相的九钛酸二钡(Ba2Ti9O20)粉体。其工艺流程如图1所示。
现将各有关过程详述如下:
1、原料的选择:选用廉价易得的市售碳酸钡和氧化钛(TiO2)为原料。反应方程式为:
               
2、球磨方式的选择:行星式高能球磨,采用湿磨的方式。采用水为溶剂,水与料的重量比为0.5∶1~0.9∶1。
3、磨球的选择:选择氧化锆球为研磨介质,磨球直径在0.3-1.5厘米之间,料球重量比选择在1∶3到1∶20之间。料球比过高球磨效果不好,过低产量低。
4、球磨过程转速的选择:控制在100-300转/分钟之间。
5、球磨时间的选择:20-50小时。时间过短粉碎效果不好,过长浪费能源。
6、干燥温度及时间:为节约时间和成本,本发明采用普通的烘箱对沉淀物进行干燥脱水。干燥温度为120℃,时间为12小时。
7、煅烧:本发明采用普通的煅烧炉,在空气中进行煅烧。煅烧温度控制为1200℃,时间为4小时。
由上所述,可见本发明的突出特点是:
1、制备工艺简单,工艺参数易控制,易于大规模工业化生产。
2、本发明采用行星式高能球磨对原料进行研磨粉碎,达到使颗粒粉碎均匀的目的,粉碎的效果明显要好普通机械球磨。
3、本发明所得粉体经1200℃/4h条件下煅烧就可得到单相的九钛酸二钡粉体。既不需要太高的煅烧温度,也不需要太长的保温时间。
附图说明
图1是本发明的工艺流程。
图2是用本发明提供的方法制备的所得粉体的XRD谱。从谱图上可看到,所有的峰都与JPCD卡40-405相吻合,表明粉体为单相的九钛酸二钡。
图3是用本发明提供的方法所得九钛酸二钡粉体(未烧)与普通机械球磨制备的九钛酸二钡粉体(未烧)的扫描电镜照片(SEM)的比较。从图3可以看到,本发明提供的方法所得的粉体颗粒细且分布均匀(图3A),而普通球磨所得粉体中除了细颗粒外,还有大量大颗粒存在(图3B)。这说明前者的粉碎效果明显好于后者。
图4是高能球磨(上面衍射图)与普通机械球磨(下面衍射图)所得粉体的XRD谱的比较。
图5是在干磨和湿磨(上面为湿磨,下面为干磨)的条件下高能球磨30h后所得粉体经1200℃煅烧4小时后的XRD谱。
具体实施方式
下面通过实例进一步说明本发明的突出特点,仅在于说明本发明而决不限制本发明,亦即,本发明的突出特点和显著进步,决不限于下述实例。
实施例1:
将按配比需要的碳酸钡和氧化钛混合后分成两部分,一部分用行星式高能球磨进行处理,另一部分用普通机械球磨进行处理。行星球磨的速度控制为150转/分钟,普通机械球磨的速度控制为120转/分钟。球磨方式均为湿磨,以水为溶剂,溶剂与料的重量比为0.7∶1,料球重量比1∶10,球磨时间均为30小时。将磨好的粉体在120℃下烘干。然后1200℃下煅烧4小时。煅烧所得粉体的相组成如图4所示。可以看到:在相同条件下高能球磨所得粉体为单相的九钛酸二钡,而普通球磨所得粉体中除九钛酸二钡外,还有大量四钛酸钡存在。
实施例2:
将按配比需要的碳酸钡和氧化钛混合后用行星式高能球磨进行处理。行星球磨的速度控制为150转/分钟,球磨方式为湿磨,球磨时间为30小时。将磨好的粉体在120℃下烘干,然后在不同温度下煅烧4小时。用XRD法测定粉体的相组成,结果表明,当煅烧温度高于1200℃时的粉体为单相九钛酸二钡,如表1所示。
           表1粉体的相组成与煅烧温度的关系
相组成(%) 900℃ 1000℃ 1100℃ 1200℃ 1250℃
二氧化钛 28 23 0 0 0
四钛酸钡 72 77 40 0 0
九钛酸二钡 0 0 60 100 100
实施例3:
将碳酸钡和氧化钛混合后,在干燥状态下进行高能球磨,将不同球磨时间所得的粉体取出,在1200℃下煅烧4小时,然后用XRD测试粉体的相组成。结果表明,球磨时间越长,最后粉体中的九钛酸二钡相越高,如表2所示。
                表2不同球磨时间对相组成的影响
    时间/小时     0   15    30
  九钛酸二钡比例/%     68     75     83
实施例4:
将碳酸钡和氧化钛混合后分为两份,一份在干燥状态下直接进行高能球磨;另一份加水后进行湿磨。将球磨所得的粉体烘干、过筛后,在1200℃煅烧4小时。图5是两种粉体煅烧后的XRD谱图。从谱图上可见:湿磨所得粉体经1200℃/4h煅烧后已完全转变为九钛酸二钡相,而在同样条件下煅烧的干磨粉体则相转变不完全,还有大量的四钛酸钡存在。

Claims (3)

1、一种合成单相九钛酸二钡粉体的方法,包括原料选择、配比、球磨、干燥以及煅烧,其特征在于采用行星式高能球磨湿磨方式,以水为溶剂,料球重量比为1∶3~1∶20,转速为100~300转/分,球磨时间为20~50小时,经球磨烘干后在空气中1200℃煅烧4小时而成;以市售的化学纯碳酸钡和氧化钛为原料;溶剂与原料的重量比为0.5∶1~0.9∶1。
2、按权利要求1所述合成单相九钛酸二钡粉体的方法,其特征在于行星式高能球磨湿磨选用氧化锆磨球。
3、按权利要求1所述合成单相九钛酸二钡粉体的方法,其特征在于所述的球磨后粉料的干燥条件在120℃,保温12小时。
CNB031154921A 2003-02-21 2003-02-21 高能球磨合成单相九钛酸二钡粉体的方法 Expired - Fee Related CN1187268C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB031154921A CN1187268C (zh) 2003-02-21 2003-02-21 高能球磨合成单相九钛酸二钡粉体的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB031154921A CN1187268C (zh) 2003-02-21 2003-02-21 高能球磨合成单相九钛酸二钡粉体的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1431152A CN1431152A (zh) 2003-07-23
CN1187268C true CN1187268C (zh) 2005-02-02

Family

ID=4790655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB031154921A Expired - Fee Related CN1187268C (zh) 2003-02-21 2003-02-21 高能球磨合成单相九钛酸二钡粉体的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1187268C (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105622093B (zh) * 2015-12-30 2019-08-27 深圳市大富科技股份有限公司 陶瓷材料及其制备方法、谐振器、滤波器及射频拉远设备
CN108484160A (zh) * 2018-06-25 2018-09-04 苏州博恩希普新材料科技有限公司 一种九钛酸钡基微波介质陶瓷材料及制备方法
CN109225193B (zh) * 2018-09-21 2021-03-30 陕西师范大学 一种半导体光催化材料Na0.23TiO2的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1431152A (zh) 2003-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100371252C (zh) 通过草酸盐工艺制备钛酸钡基粉末的方法
US3577487A (en) Preparation of submicron sized alkaline earth titanate and zirconate powders
Hwang et al. Low‐temperature synthesis of fully crystallized spherical BaTiO3 particles by the gel–sol method
JPS60155532A (ja) チタン酸バリウム・ストロンチウム微粒子の製造方法
CN103601235B (zh) 一种机械化学法合成纳米SrTiO3粉体方法
CN1059179C (zh) 金属铌酸盐和/或钽酸盐,它们的制备和由它们形成的钙钛矿
JP3135036B2 (ja) 複合酸化物セラミックスの製造方法
CN1187268C (zh) 高能球磨合成单相九钛酸二钡粉体的方法
CN104909747B (zh) 一种高介电常数、低介电损耗CaCu3Ti4‑xZrxO12陶瓷的制备方法
CN1670267A (zh) 纳米晶钛酸锶钡的微波水热合成方法
CN1319909C (zh) 微波电介质组合物及其制造方法
CN101550015A (zh) 一种钙钛矿铌钛酸盐纳米粉体的制备方法
CN113292097A (zh) 一种制备高四方性钛酸钡粉体的方法
CN1765826A (zh) 钕掺杂钛酸铋超细粉体的制备方法
CN102381875A (zh) 一种带有氧桥的双钙钛铁电-反铁磁复合分子的制作方法
CN1994892A (zh) 一种微波制备纳米氧化锌的方法
JP2007091505A (ja) チタン酸バリウム系粉末およびその製法
CN1686939A (zh) 一种纯铌酸锶钾微晶粉体的制备方法
KR101058376B1 (ko) 봉상 티탄산 휘스커 제조방법 및 이에 의하여 제조된 봉상 티탄산 휘스커
CN1804152A (zh) 一种熔盐法制备片状单晶钛酸铋镧粉体的方法
CN102173461B (zh) MxR1-xFe2O4纳米粉体的快速制备方法
CN105712717A (zh) 一种微波水热法制备纳米Ba(Fe0.5Nb0.5)O3粉体的方法
CN111892082A (zh) 一种超细钛酸钡粉体及其制备方法
CN101391809A (zh) 一种钛酸钡和钛酸锶的制备方法
CN107573059A (zh) 水解法制备偏钛酸镁的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee