专利名称：一种钛酸钡电子功能陶瓷及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种钛酸钡电子功能陶瓷及其制备方法，属于电子功能陶瓷的制备技术领域。
背景技术：
目前，制备BaTiO3电子功能陶瓷所用的材料为BaCO3、BaO和TiO2，其制备方法主要有固相烧结法和液相合成法。但这两种制备方法都存在着各自的缺点固相烧结法对原材料要求较高，产品难以达到分子级混合，物料活性低，能量消耗大，容易引进杂质，其纯度、均一性较差，烧结时间长，反应难以控制，得到的陶瓷元器件成品率低，耐压性能差，陶瓷晶粒较大，有气孔等缺陷；液相烧结法其原料价格昂贵，且制备SrCO3凝胶需高温煅烧后才能转化为SrCO3粉体，存在煅烧时晶粒长大和颗粒硬团聚及成本高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛酸钡电子功能陶瓷及其制备方法，以克服现有固相烧结法和液相合成法所存在的缺点。
本发明是这样构成的一种钛酸钡电子功能陶瓷，是由钛酸丁酯、醋酸钡和冰醋酸、无水乙醇、聚乙烯醇制备而成的。
所用钛酸丁酯和醋酸钡的摩尔比等于1。
本发明所述钛酸钡电子功能陶瓷的制备方法为称取醋酸钡，加水溶解配制成溶液，备用；取钛酸丁酯，加入适量的冰醋酸和无水乙醇，然后在搅拌下滴加醋酸钡水溶液，继续搅拌30分钟，形成均匀透明的混合溶液，在40～50℃静置凝胶，70℃干燥得黄色钛酸钡干凝胶粉体；将钛酸钡粉体在乙醇介质中球磨12小时，干燥后，加入粘合剂造粒，在100MPa压力下压制成φ12.00mm的圆片，然后用CO2激光器进行烧结，即得钛酸钡电子功能陶瓷。
CO2激光烧结过程中，宽带激光输出功率P＝400W，扫描速度为150mm/min，光斑面积D＝14×2mm2，离焦量f＝315mm。该工艺条件是发明人在固定光斑尺寸(14×2mm2)和离焦量(315mm)的前提下，改变宽带激光输出功率和扫描速度，通过正交实验优化、筛选出来的最佳工艺参数。在此工艺条件下烧结出的陶瓷产品性能最好。
其中所用的粘合剂为聚乙烯醇。
本发明的化学原理为钛酸丁酯(CH3CH2CH2CH2)2-TiO3以及醋酸钡(CH3COO)2Ba混合后，在介质中发生以下化学反应(CH3CH2CH2CH2)2-TiO3+(CH3COO)2Ba→2CH3COOCH2CH2CH2CH3+BaTiO3。由于钛酸丁酯和醋酸钡的投料摩尔比为1∶1，可完全充分地发生反应，反应后即得纯度较高的钛酸钡电子功能陶瓷。
本发明所制备的电子功能陶瓷具有可靠性高、安全、节电等优点，主要应用于温度敏感元件、限电流元件以及恒温发热元件等方面，具体涉及通信、家电、航空、汽车、电力设备等领域。
与现有技术相比，本发明所用材料价格便宜，激光烧结法耗能少，烧结时间极短(1.5秒左右)，激光烧结制得的BaTiO3陶瓷产品晶粒很细小，无气孔，致密度很高，使产品具有一定的强度，其性能(如导电率、介电常数等)稳定可靠。
具体实施例方式本发明的实施例1原料钛酸丁酯、醋酸钡、冰醋酸、无水乙醇、聚乙烯醇按钛酸丁酯和醋酸钡的摩尔比1∶1称取醋酸钡，加水溶解配制成溶液，备用；再取钛酸丁酯，加入适量的冰醋酸和无水乙醇，然后在搅拌下滴加醋酸钡水溶液，继续搅拌30分钟，形成均匀透明的混合溶液，在40～50℃静置凝胶，70℃干燥得黄色钛酸钡干凝胶粉体；将钛酸钡粉体在乙醇介质中球磨12小时，干燥后，加入聚乙烯醇造粒，在100MPa压力下压制成φ12.00mm的圆片，然后用CO2激光器进行烧结宽带激光输出功率P＝400W，扫描速度为150mm/min，光斑面积D＝14×2mm2，离焦量f＝315mm；即得钛酸钡电子功能陶瓷。
权利要求
1.一种钛酸钡电子功能陶瓷，其特征在于它是由钛酸丁酯、醋酸钡和冰醋酸、无水乙醇、聚乙烯醇制备而成的。
2.按照权利要求1所述的钛酸钡电子功能陶瓷，其特征在于所用钛酸丁酯和醋酸钡的摩尔比等于1。
3.如权利要求1或2所述钛酸钡电子功能陶瓷的制备方法，其特征在于称取醋酸钡，加水溶解配制成溶液，备用；取钛酸丁酯，加入适量的冰醋酸和无水乙醇，然后在搅拌下滴加醋酸钡水溶液，继续搅拌30分钟，形成均匀透明的混合溶液，在40～50℃静置凝胶，70℃干燥得黄色钛酸钡干凝胶粉体；将钛酸钡粉体在无水乙醇介质中球磨12小时，干燥后，加入粘合剂造粒，在100MPa压力下压制成φ12.00mm的圆片，然后用CO2激光器进行烧结，即得钛酸钡电子功能陶瓷。
4.按照权利要求3所述钛酸钡电子功能陶瓷的制备方法，其特征在于CO2激光烧结过程中，宽带激光输出功率为400W，扫描速度为150mm/min，光斑面积为14×2mm2，离焦量为315mm。
5.按照权利要求3所述钛酸钡电子功能陶瓷的制备方法，其特征在于所用的粘合剂为聚乙烯醇。
全文摘要
本发明公开了一种钛酸钡电子功能陶瓷及其制备方法，它是由钛酸丁酯、醋酸钡和冰醋酸、无水乙醇、聚乙烯醇制成的；方法为称取醋酸钡配制成水溶液，再取钛酸丁酯，加入冰醋酸和无水乙醇，搅拌下滴加醋酸钡水溶液，继续搅拌，形成混合溶液，40～50℃静置凝胶，70℃干燥；干燥后的粉体在乙醇介质中球磨，干燥后再加入粘合剂造粒，然后压制成片，再用CO
文档编号C04B35/64GK101041587SQ20071020036
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月29日 优先权日2007年3月29日
发明者刘其斌, 翁源泉, 刘香东, 秦尤敏 申请人:贵州大学