一種鈦酸鋇電子功能陶瓷及其製備方法
2023-12-03 15:06:06 3
專利名稱：一種鈦酸鋇電子功能陶瓷及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種鈦酸鋇電子功能陶瓷及其製備方法，屬於電子功能陶瓷的製備技術領域。
背景技術：
目前，製備BaTiO3電子功能陶瓷所用的材料為BaCO3、BaO和TiO2，其製備方法主要有固相燒結法和液相合成法。但這兩種製備方法都存在著各自的缺點固相燒結法對原材料要求較高，產品難以達到分子級混合，物料活性低，能量消耗大，容易引進雜質，其純度、均一性較差，燒結時間長，反應難以控制，得到的陶瓷元器件成品率低，耐壓性能差，陶瓷晶粒較大，有氣孔等缺陷；液相燒結法其原料價格昂貴，且製備SrCO3凝膠需高溫煅燒後才能轉化為SrCO3粉體，存在煅燒時晶粒長大和顆粒硬團聚及成本高等問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種鈦酸鋇電子功能陶瓷及其製備方法，以克服現有固相燒結法和液相合成法所存在的缺點。
本發明是這樣構成的一種鈦酸鋇電子功能陶瓷，是由鈦酸丁酯、醋酸鋇和冰醋酸、無水乙醇、聚乙烯醇製備而成的。
所用鈦酸丁酯和醋酸鋇的摩爾比等於1。
本發明所述鈦酸鋇電子功能陶瓷的製備方法為稱取醋酸鋇，加水溶解配製成溶液，備用；取鈦酸丁酯，加入適量的冰醋酸和無水乙醇，然後在攪拌下滴加醋酸鋇水溶液，繼續攪拌30分鐘，形成均勻透明的混合溶液，在40～50℃靜置凝膠，70℃乾燥得黃色鈦酸鋇幹凝膠粉體；將鈦酸鋇粉體在乙醇介質中球磨12小時，乾燥後，加入粘合劑造粒，在100MPa壓力下壓製成φ12.00mm的圓片，然後用CO2雷射器進行燒結，即得鈦酸鋇電子功能陶瓷。
CO2雷射燒結過程中，寬帶雷射輸出功率P＝400W，掃描速度為150mm/min，光斑面積D＝14×2mm2，離焦量f＝315mm。該工藝條件是發明人在固定光斑尺寸(14×2mm2)和離焦量(315mm)的前提下，改變寬帶雷射輸出功率和掃描速度，通過正交實驗優化、篩選出來的最佳工藝參數。在此工藝條件下燒結出的陶瓷產品性能最好。
其中所用的粘合劑為聚乙烯醇。
本發明的化學原理為鈦酸丁酯(CH3CH2CH2CH2)2-TiO3以及醋酸鋇(CH3COO)2Ba混合後，在介質中發生以下化學反應(CH3CH2CH2CH2)2-TiO3+(CH3COO)2Ba→2CH3COOCH2CH2CH2CH3+BaTiO3。由於鈦酸丁酯和醋酸鋇的投料摩爾比為1∶1，可完全充分地發生反應，反應後即得純度較高的鈦酸鋇電子功能陶瓷。
本發明所製備的電子功能陶瓷具有可靠性高、安全、節電等優點，主要應用於溫度敏感元件、限電流元件以及恆溫發熱元件等方面，具體涉及通信、家電、航空、汽車、電力設備等領域。
與現有技術相比，本發明所用材料價格便宜，雷射燒結法耗能少，燒結時間極短(1.5秒左右)，雷射燒結製得的BaTiO3陶瓷產品晶粒很細小，無氣孔，緻密度很高，使產品具有一定的強度，其性能(如導電率、介電常數等)穩定可靠。
具體實施例方式本發明的實施例1原料鈦酸丁酯、醋酸鋇、冰醋酸、無水乙醇、聚乙烯醇按鈦酸丁酯和醋酸鋇的摩爾比1∶1稱取醋酸鋇，加水溶解配製成溶液，備用；再取鈦酸丁酯，加入適量的冰醋酸和無水乙醇，然後在攪拌下滴加醋酸鋇水溶液，繼續攪拌30分鐘，形成均勻透明的混合溶液，在40～50℃靜置凝膠，70℃乾燥得黃色鈦酸鋇幹凝膠粉體；將鈦酸鋇粉體在乙醇介質中球磨12小時，乾燥後，加入聚乙烯醇造粒，在100MPa壓力下壓製成φ12.00mm的圓片，然後用CO2雷射器進行燒結寬帶雷射輸出功率P＝400W，掃描速度為150mm/min，光斑面積D＝14×2mm2，離焦量f＝315mm；即得鈦酸鋇電子功能陶瓷。
權利要求
1.一種鈦酸鋇電子功能陶瓷，其特徵在於它是由鈦酸丁酯、醋酸鋇和冰醋酸、無水乙醇、聚乙烯醇製備而成的。
2.按照權利要求1所述的鈦酸鋇電子功能陶瓷，其特徵在於所用鈦酸丁酯和醋酸鋇的摩爾比等於1。
3.如權利要求1或2所述鈦酸鋇電子功能陶瓷的製備方法，其特徵在於稱取醋酸鋇，加水溶解配製成溶液，備用；取鈦酸丁酯，加入適量的冰醋酸和無水乙醇，然後在攪拌下滴加醋酸鋇水溶液，繼續攪拌30分鐘，形成均勻透明的混合溶液，在40～50℃靜置凝膠，70℃乾燥得黃色鈦酸鋇幹凝膠粉體；將鈦酸鋇粉體在無水乙醇介質中球磨12小時，乾燥後，加入粘合劑造粒，在100MPa壓力下壓製成φ12.00mm的圓片，然後用CO2雷射器進行燒結，即得鈦酸鋇電子功能陶瓷。
4.按照權利要求3所述鈦酸鋇電子功能陶瓷的製備方法，其特徵在於CO2雷射燒結過程中，寬帶雷射輸出功率為400W，掃描速度為150mm/min，光斑面積為14×2mm2，離焦量為315mm。
5.按照權利要求3所述鈦酸鋇電子功能陶瓷的製備方法，其特徵在於所用的粘合劑為聚乙烯醇。
全文摘要
本發明公開了一種鈦酸鋇電子功能陶瓷及其製備方法，它是由鈦酸丁酯、醋酸鋇和冰醋酸、無水乙醇、聚乙烯醇製成的；方法為稱取醋酸鋇配製成水溶液，再取鈦酸丁酯，加入冰醋酸和無水乙醇，攪拌下滴加醋酸鋇水溶液，繼續攪拌，形成混合溶液，40～50℃靜置凝膠，70℃乾燥；乾燥後的粉體在乙醇介質中球磨，乾燥後再加入粘合劑造粒，然後壓製成片，再用CO
文檔編號C04B35/64GK101041587SQ20071020036
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月29日 優先權日2007年3月29日
發明者劉其斌, 翁源泉, 劉香東, 秦尤敏 申請人:貴州大學