专利名称：一种制备四方相钛酸钡粉体的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化学物质钛酸钡的生产方法，尤其是一种超细四方相的钛酸钡的
生产方法。
背景技术：
随着电子设备及元器件向微型、薄层、混合集成等方向发展以及表面贴装技术的 迅速发展，对高性能MLCC的需求与日俱增，MLCC不断向薄介质、高层数、小尺寸、大容量、 高可靠性方向发展，其中薄介质又是MLCC技术发展的主流。目前，利用薄层和多层化(600 层-800层)技术以及内电极贱金属技术，已开发出容量高达100微法的独石陶瓷电容器。 随着MLCC不断向薄介质、高层数、小尺寸、大容量的发展，X7R系列已不能满足这种发展趋 势，并逐渐的被X5R系列产品所取代，X5R产品占MLCC市场份额的一半，X5R产品的特性是 在-55°C -85°C范围内，TCC变化为士 15% ；X5R产品适用于薄介质，高容量，产品主要用于 MP4、笔记本电脑、数码相机等。X5R的产品需要具有高结晶性的超细颗粒钛酸钡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于工业生产的超细高纯四方相钛酸钡生产工艺。本发明的目的是这样实现的一种制备超细高纯四方相钛酸钡粉体的工艺，包括制备纯水、配制溶液、微波处 理、合成、洗涤、干燥等工艺。(1)制备纯水按现有技术制备合格纯水，电导率彡0. 2 μ s/cm ；(2)配制溶液将四氯化钛用低温水溶解，过滤，制成二氯氧钛溶液，将百分比浓 度20-40%二氯氧钛和百分比浓度15%盐酸，与百分比浓度12-25%氨水按摩尔比小于 1 4.5比例混合，加纯水稀释至4——8倍体积，过滤，除去氯化氨，得氢氧化钛沉淀；在沉 淀加入氢氧化钛摩尔数3. 4-7. 8倍的异丙醇，搅拌均勻后，加入氢氧化钡，混合物中的Ba/ Ti摩尔比不低于1. 1，溶液的PH值大于13，得混合溶液；(3)合成将上述混合溶液用2450MHz的微波加热到80°C，并循环保温2——4个 小时；经微波处理的浆料装入已经预热到80°C合成釜中；然后以每分钟1. 5°C -2. 5°C的升 温速率，将温度升到160-230°C之间；保温2-4小时(波动在士5°C )；(4)洗涤将合成完毕的钛酸钡悬浊液放入特制的容器中冷却至室温后，用纯 水进行洗涤，水洗过程中利用现有技术防止接触二氧化碳；洗涤过程中，取少量钛酸钡， 使用X射线荧光分析仪对元素钡、钛摩尔比进行分析，直至Ba/Ti的元素摩尔比洗涤至 0. 999-1. 001之间，洗涤合格；(5)干燥、分级包装洗涤合格的钛酸钡利用微波带式干燥机进行干燥；干燥完毕 的产品用分级机进行分级后包装。所生产出来的钛酸钡的产品特征为(1)粒径0. 05-0. 3um，直接合成出四方相产品，粒度分布窄成球形；
(2)结晶性良好，具有四方相钙钛矿结构，c/a≥1. 0083 ；(3)Ba/Ti = 1. 000 士0. 001 ；(4) SSA = 5. 5-20m2/g。与现有技术相比，本发明的优点在于直接合成出高结晶度、单分散性的纳米级四 方相钛酸钡，避免了烧结和粉碎过程，不仅使得工艺过程变短，也避免了烧结过程带来的 团聚和粉碎带来的碎颗粒的问题以及烧结和粉碎带来的产品的不稳定性；使晶粒纯度更 高，均勻性更好，电性能更好；更适合用于薄介质，高层数片式陶瓷多层电容器的使用。
图1为本发明的工艺流程图。图2为本发明产出的粒径0. OSum钛酸钡扫描电镜照片图3为本发明产出的粒径0. 2um钛酸钡扫描电镜照片
具体实施例方式下面结合附图1详细叙述本发明的生产工艺。(1)制备纯水按现有技术制备合格纯水，电导率彡0. 2 μ s/cm ；(2)配制二氯氧钛溶液将四氯化钛用低温水溶解，过滤，制成二氯氧钛溶液；(3)氢氧化钛沉淀将百分比浓度20-40%二氯氧钛和百分比浓度15%盐酸，与百 分比浓度12-25%氨水按摩尔比小于1 4. 5比例混合，加纯水稀释至4——8倍体积，过 滤，除去氯化氨，得高活性氢氧化钛沉淀；(4)混合溶液在沉淀加入氢氧化钛摩尔数3. 4-7. 8倍的异丙醇，搅拌均勻后，加 入氢氧化钡或氯化钡溶液，混合物中的Ba/Ti摩尔比不低于1. 1，溶液的PH值大于13，得混 合溶液；(5)微波处理将上述混合溶液用2450MHz的微波加热到80°C，并循环保温2—— 4个小时；(6)合成经微波处理的高分散混合溶液装入已经预热到80°C合成釜中；然后 以每分钟1.5°C -2. 5°C的升温速率，将温度升到160-230°C之间；保温2_4小时(波动在 士5°C )；(7)洗涤将合成完毕的钛酸钡悬浊液放入特制的容器中冷却至室温后，用纯 水进行洗涤，水洗过程中利用现有技术防止接触二氧化碳；洗涤过程中，取少量钛酸钡， 使用X射线荧光分析仪对元素钡、钛摩尔比进行分析，直至Ba/Ti的元素摩尔比洗涤至 0. 999-1. 001之间，洗涤合格；(8)干燥、分级包装洗涤合格的钛酸钡利用微波带式干燥机进行干燥；干燥完毕 的产品用分级机进行分级后包装。实施例1 1-1 在烧杯中加入适量纯水，用电子秤称取421. 4克12%氨水溶液加入烧杯，补 纯水至1. 5升；称取20% Ti0C12溶液315. 6克，在搅拌下加入前述溶液中；补水至2升，搅 拌10分钟。1-2 将上面浆料稀释2倍，用真空抽滤机抽滤至干饼状。
1-3 将上面浆料倒入烧杯中，加入286. 2克异丙醇，加入248克八水氢氧化钡，搅 拌均勻。1-4 将上面的浆料微波加热到80°C，保温4小时。1-5:将上面微波加热到80°C的浆料加入到预热到80°C合成釜中，调节填充度 为70%，然后以每分钟2. 0°C的升温速率，将温度升到190°C之间；保温2小时(波动在 士5°C )；然后洗涤至无氯离子，调节钡钛比至1. 0000左右，得到成品(1)粒径 0. 08um ；(2)结晶性良好，具有四方相钙钛矿结构，c/a = 1. 0084(3)Ba/Ti = 0. 9997(4)SSA = 22. 6m2/g。所得钛酸钡的扫描电镜照片如图2，XRD衍射图如图3。实施例22-1 在烧杯中加入适量纯水，用电子秤称取152克25%氨水溶液加入烧杯，补纯 水至1. 5升；称取40% Ti0C12溶液115克，在搅拌下加入前述溶液中；补水至2升，搅拌10 分钟。2-2 将上面浆料稀释4倍，用真空抽滤机抽滤至干饼状。2-3 将上面浆料倒入烧杯中，加入110克异丙醇，加入141克八水氢氧化钡，搅拌 均勻。2-4 将上面的浆料微波加热到80°C，保温2小时。2-5:将上面微波加热到80°C的浆料加入到预热到80°C合成釜中，调节填充度 为80%，然后以每分钟2. 2V的升温速率，将温度升到230°C之间；保温3小时(波动在 士5°C )；然后洗涤至无氯离子，调节钡钛比至1. 0000左右，得到成品(1)粒径 0. 2um ；(2)结晶性良好，具有四方相钙钛矿结构，c/a = 1. 0095(3)Ba/Ti = 1. 0003(4)SSA = 5. 8m2/g。
权利要求
一种制备四方相钛酸钡粉体的生产工艺，包括制备纯水、配制溶液、微波处理、合成、洗涤、干燥等工艺，其特征在于(1)制备纯水按现有技术制备合格纯水，电导率≤0.2μs/cm；(2)配制溶液将四氯化钛用低温水溶解，过滤，制成二氯氧钛溶液，将浓度百分比20 40％二氯氧钛和百分比浓度15％盐酸，与浓度百分比12 25％氨水按摩尔比小于1∶4.5比例混合，加纯水稀释至4——8倍体积，过滤，除去氯化氨，得氢氧化钛沉淀；在沉淀加入氢氧化钛摩尔数3.4 7.8倍的异丙醇，搅拌均匀后，加入氢氧化钡，混合物中的Ba/Ti摩尔比不低于1.1，溶液的PH值大于13，得混合溶液；(3)微波处理及合成将上述混合溶液用2450MHz的微波加热到80℃，并循环保温2——4个小时；经微波处理的浆料装入已经预热到80℃合成釜中；然后以每分钟1.5℃ 2.5℃的升温速率，将温度升到160 230℃之间；保温2 4小时，波动在±5℃；(4)洗涤将合成完毕的钛酸钡悬浊液放入特制的容器中冷却至室温后，用纯水进行洗涤，水洗过程中利用现有技术防止接触二氧化碳；洗涤过程中，取少量钛酸钡，使用X射线荧光分析仪对元素钡、钛摩尔比进行分析，直至Ba/Ti的元素摩尔比洗涤至0.999 1.001之间，洗涤合格；(5)干燥、分级包装洗涤合格的钛酸钡利用微波带式干燥机进行干燥；干燥完毕的产品用分级机进行分级后包装。
2.根据权利要求1所述的一种制备四方相钛酸钡粉体的生产工艺，其特征在于在步 骤(2)中可以加入氯化钡溶液代替氢氧化钡。
3.根据权利要求1所述的一种制备四方相钛酸钡粉体的生产工艺，其特征在于钛酸 钡的粒径可控制在50-300纳米之间，直接合成出四方相产品。
全文摘要
本发明提供一种制备四方相钛酸钡生产工艺，包括制备纯水，生产氢氧化钛沉淀；在异丙醇的介质下加氢氧化钡，利用微波处理，得钛酸钡沉淀，通过洗涤得超细高纯四方相产品，优点是直接合成出高结晶度、单分散性的纳米级四方相钛酸钡，避免了烧结和粉碎过程，工艺过程变短，避免烧结过程带来的团聚及粉碎带来的碎颗粒的问题以及烧结和粉碎带来的产品的不稳定性，晶粒纯度更高，均匀性更好，电性能更好；更适合用于薄介质，高层数片式陶瓷多层电容器的使用。
文档编号C04B35/468GK101921107SQ20101023226
公开日2010年12月22日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者宋锡滨, 张兵, 张曦 申请人:山东国瓷功能材料股份有限公司