[发明专利]一种钛酸钡和钛酸锶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学品的制备，特别是一种制备钛酸钡和钛酸锶的机械化学方法。

背景技术

钛酸钡由于具有独特的电学、光学和化学等性质，是一种目前应用广泛的新型功能材料。钛酸钡具有高的介电常数和热变参数，良好的铁电、压电、耐压及绝缘性能，广泛应用于制作体积小、容量大的高电容电压器、多层基片、各种传感器、半导体材料和敏感元件。钛酸钡还具有稳定的电常性，可用于制造非线性元件、介质放大器和电子计算机记忆元件等。一直以来是人们研究的热门之一。

钛酸锶具有超导性、半导性、气敏性、热敏性及光敏性，界电损耗低、色散频率高，另外还有高介电常数、低电损耗等优点。是电子工业中应用较广的一种电子陶瓷材料，可用于制造晶界层电容器、PTC热敏电阻、高压电容器、氧敏元件、电容-压敏复合功能元件；在存储器中用它替代SiO₂可使存储量提高30倍以上。

关于钛酸钡和钛酸锶的制备方法报到较多，最早的制备方法是固相烧结法，该方法具有合成时间短、污染少及工艺简单等特点，曾经是各国研究的主要方向。但是固相烧结法对原材料要求高，产品难以达到分子级混合，能量消耗大，容易引进杂质，其纯度、均匀性较差，反应难以控制。近年来水热法合成钛酸钡和钛酸锶粉体引起了人们广泛的关注。高压水热法合成钛酸钡粉体在美国和日本已工业化，但是该方法压力较高，设备投资大，在国内尚处实验室探索阶段。也有报道用高能球磨法来合成钛酸钡和钛酸锶粉体，但高能球磨法往往要研磨几十个小时，而且还要附加煅烧工艺才能得到目标产物。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种利用机械化学法来制备钛酸钡和钛酸锶，其制备方法简单、高效，能耗低，成本低廉，并可以做到绿色化学反应。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种钛酸钡的制备方法，以偏钛酸(H₂TiO₃)和碳酸钡(BaCO₃)或氧化钡(BaO)为原料，按摩尔比为1∶1的剂量混合均匀后，放入螺杆研磨机中研磨；或者在所述混合均匀的物料中加入能将其分散均匀量的去离子水，在研钵中混合均匀后，放入烘箱中在80-100℃下烘干，再放入螺杆式研磨机中研磨，得钛酸钡，其一般式为：BaTiO₃；其中：螺杆研磨机变频器的频率为50Hz，研磨时间5小时或频率为30Hz，研磨时间7小时。

一种钛酸锶的制备方法，以偏钛酸(H₂TiO₃)和碳酸锶(SrCO₃)为原料，按摩尔比为1∶1的剂量混合均匀后，放入螺杆式研磨机中研磨；或者在所述混合均匀的物料中加入能将其分散均匀量的去离子水，在研钵中混合均匀后，放入烘箱中在80-100℃下烘干，再放入螺杆式研磨机中研磨，得钛酸锶，其一般式为：SrTiO₃；其中：螺杆研磨机变频器的频率为40Hz，研磨时间6小时。

所述螺杆式研磨机为已公开的中国专利申请《一种螺杆式研磨机》，申请号：200710170826.2，申请日：2007年11月23日。

本发明制备出的BaTiO₃和SrTiO₃材料，物相较纯，晶形较好，分散性好，颗粒均匀，制备方法简单，可以大规模工业生产。

附图说明

图1为实施例1的XRD图

图2为实施例3的XRD图

具体实施方式

实施例1

a、称取H₂TiO₃ 18.9547g，BaCO₃ 39.0658g。

b、将上述物质，在研钵中研磨混合均匀。

c、放入螺杆式研磨机中，设置变频器频率参数为30HZ，研磨7小时得BaTiO₃。

本实施例所得BaTiO₃的XRD图，参阅图1，从图中可以看出，所得的BaTiO₃物相纯。

实施例2

a、称取H₂TiO₃ 19.0246g，BaO 30.5875g混合。

b、将上述混合物质，加入20ml去离子水作为溶剂(其加入量以能将混合物分散均匀为宜)，在研钵中研磨混合均匀。

c、将混合物放入烘箱中在80℃下烘干。

d、然后放入螺杆式研磨机中，设置变频器频率参数为50HZ，研磨5小时得BaTiO₃。