[发明专利]掺杂钛酸钡粉体的湿法制备方法

摘要

本发明公开了一种超高介电常数、高绝缘电阻、长循环使用寿命和温度稳定型的掺杂钛酸钡粉体的制备方法，属于电子陶瓷前驱体粉体的合成技术领域。通过四烷氧基钛、氢氧化钡、氢氧化钙和α羟基酸的络合反应直接制得抗水解稳定的溶液；添加其它掺杂组分的可溶性硝酸盐和醋酸盐，混合均匀，经过陈化，和草酸、草酸铵和四甲基氢氧化铵中的一种沉淀剂以及表面活性剂混合生成沉淀，其中碱性沉淀物经过水-有机试剂共沸脱水和回流陈化的反团聚处理；经过分离、干燥和煅烧，获得粉体。本发明的优点在于，工艺简单、成本低，粉体团聚少，煅烧温度低，二次粒度小，可应用于多层陶瓷电容器和电能存储电容等领域。

主权项

一种掺杂钛酸钡粉体的湿法制备方法，其特征是掺杂钛酸钡的掺杂元素包含在Ca、Zr、Mn、Dy、Er、Ho、Y、Yb、Ga、Nd、Pr、Sm和Gd元素之内，制备方法包含以下过程：1)按照化学计量比称取一种四烷氧基钛、硝酸氧锆、氢氧化钡、氢氧化钙、醋酸锰、其他掺杂成分相应的硝酸盐以及络合剂，以上试剂均为至少是分析纯，采用脱除二氧化碳的去离子水；2)钛前驱体溶液：在常压下，将一种络合剂的水溶液加入到四烷氧基钛，反应温度为40～99℃，时间为2～8小时，四烷氧基钛和络合剂的摩尔比为1∶2～1∶4，钛摩尔浓度为0.1～2.0M；3)锆前驱体溶液：常压下，将硝酸氧锆溶于去离子水。加入一种络合剂，持续搅拌，反应温度为40～100℃，时间为10～60分钟，硝酸氧锆和络合剂的摩尔比为1∶2～1∶4，锆摩尔浓度为0.1～1.5M；4)在常压下，将步骤2)和3)制得的溶液混合均匀；5)按计量加入氢氧化钡和氢氧化钙，反应温度为40～99℃，时间为2～10小时；6)按计量加入其他掺杂组分原料，以水调节溶液体积，混合均匀之后陈化，温度为20～99℃，时间为1～8小时；7)过滤，得到金属离子前驱体溶液，所有金属离子的摩尔浓度总和为0.5～2.5M；8)配制草酸溶液：称取草酸配制水溶液，质量浓度为10～40％，草酸用量的基准摩尔数是0.5×∑niei，优选用量为基准摩尔数的1～4倍，其中ni是溶液前驱体中组分金属元素i的摩尔数，钛和锆的ei值分别是2，其它元素的ei值是其阳离子价态数；9)共沉淀反应：常压下，将步骤1)配制的金属离子前驱体溶液和步骤2)配制的草酸溶液，保温在20～99℃的同一温度，加入非离子表面活性剂之后，在搅拌的同时进行混合生成沉淀，非离子表面活性剂的用量为干燥后沉淀物质量的0.02～1.0％，干燥后沉淀物质量可根据历次实验得到的沉淀与原料的相对质量比例关系计算；10)沉淀的分离和洗涤：在常压下把反应后的沉淀悬浊液用静置、减压抽滤、真空抽滤或者离心方式进行沉淀与溶液分离，用含有分散剂的去离子水洗涤至少三次，继而用无水乙醇洗涤至少两次，得到沉淀；11)干燥：将沉淀在普通干燥箱内60～125℃烘4～24小时，或在真空干燥箱内60～125℃烘2～6小时；12)煅烧：常压和有氧气氛下，先在300～400℃保温30～120分钟，然后升温至500～600℃保温1～2小时，最后升温至800～1100℃保温1～4小时，煅烧过程中可以增加研磨的措施。