一种液相法制备九钛钡的方法
【专利摘要】本发明公开了一种液相法制备Ba2Ti9O20的方法：先将乙二醇在搅拌情况下加入钛酸丁酯，两者体积比为4～8:1；再加入盐酸将溶液pH值调整为2～6；在此酸性条件下加入与钛酸丁酯摩尔比为4:1的纯水使钛酸丁酯水解，得到澄清溶液；再加入与钛酸丁酯摩尔比为2：9的醋酸钡，及0～10wt%质量百分比的硼酸，全部溶解后形成稳定均匀的溶胶；溶胶于80～150℃使其转化为凝胶；再于500～900℃下进行煅烧，得到Ba2Ti9O20粉体；经过压制成型，于1180～1280℃下烧结，制得Ba2Ti9O20介电陶瓷材料。经XRD证实，本发明所合成材料的主晶相为Ba2Ti9O20，达到了预期效果。
【专利说明】一种液相法制备九钛钡的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以成分为特征的陶瓷组合物，具体涉及一种具有良好介电性能的介电陶瓷材料Ba2Ti9O2tl (简称B2T9)的制备方法。
【背景技术】
[0002]微波技术自从上世纪五十年发展起来，与我们的生活联系越来越紧密，已被广泛应用于通信领域。微波介质陶瓷主要是在微波电路中做绝缘基板以及制造微波介质谐振器等。
[0003]B2T9是一种中等介电常数和Q值的材料(介电常数约为35~40)。由于应用波段广、材料体系价格便宜而得到广泛关注。
[0004]目前，B2T9的制备方法经常采用固相合成法和液相法(或称为湿化学法)。本发明所采用的溶胶凝胶法就是一种常用的液相法。
[0005]尽管采用传统的固相法合成B2T9的方法比较的简单，容易操作，但是由于在所需要的TiO2和BaCO3组分附近存在着很多的热稳定性较好的其他组分的化合物比如Ba6Ti17O40, BaTi3O7, BaTi4O9, BaTi5O11,和Ba4Ti13O3tl,因此采用该方法必须严格的控制起始原料的化学计量比和个反应参数的数量，而且采用该方法需要较高的煅烧温度和烧结温度，一般在1300°C以上，甚至高达1400°C。而且尽管采用较高的烧结温度但是很多时候也难以获得单相的B2T9。同时固相法具有能耗大、效率低、粉粒不够均匀、易混入杂质等缺点。
[0006]而液相法则可获得反应材料在分子水平上的均匀性，使化学反应更容易进行，因此在较低的温度下可以合成所需制品。人们曾采用多种液相法来合成B2T9，如将钡和钛的烃基化物在乙醇溶液中在1100°C下连续水解543h制得单相的B2T9 ;以碳酸钡溶液和钡的乙二醇溶液在柠檬酸的环境下通过燃烧得到B2T9的前驱体，再将得到的B2T9的前驱体在1200°C下煅烧IlOh从而合成单相的B2T9 ；以BaCl2和TiCl4为起始原料在H2O2和氨水存在的情况下采用共沉淀法在900°C下合成单相的B2T9等等。但这些方法大都工艺复杂，实验流程过长，且产品的输出量较低。
【发明内容】
[0007]本发明的目的，在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种液相法制备B2T9的方法。
[0008]本发明通过如下技术方案予以实现。
[0009]一种液相法制备Ba2Ti9O2tl的方法，具有如下步骤:
[0010](I)将乙二醇放入烧杯中，在不断搅拌的情况下加入钛酸丁酯，乙二醇与钛酸丁酯的体积比为4~8:1 ;然后滴加盐酸，将溶液的pH值调整为2~6 ;在此酸性条件下加入与钛酸丁酯摩尔比为4:1的纯水使钛酸丁酯水解，得到澄清溶液；
[0011](2)根据Ba2Ti9O2tl的计量比，在步骤(1)的钛酸丁酯完全水解后加入与钛酸丁酯摩尔比为2:9的醋酸钡，再加入O~10wt%质量百分比的硼酸，然后不断搅拌，直至固态物质全部溶解，形成稳定均匀的溶胶；
[0012](3)将步骤(2)所得溶胶放于80~150°C烘箱中，保温2~6小时使其转化为凝胶；
[0013](4)将步骤(3)所得凝胶体于500~900°C下进行煅烧，保温I小时，得到B2T9粉体；
[0014](5)将步骤(4)B2T9粉体中加入6wt%的粘合剂，在IOMPa下加压成型为坯体，再于1180~1280°C下烧结，保温2小时，制得致密的具有良好介电性能的B2T9介电陶瓷材料。
[0015]所述步骤(5)的烧结温度为1250°C。
[0016]本发明的有益效果:
[0017]经X射线衍射(XRD)证明，所合成粉料的主晶相为Ba2Ti9O2tl，达到了预期效果。所制得制品经被银后测试电性能，材料的介电性能良好，其介电常数为27.6，介电损耗为
2.4X10'
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明具体实施例的X射线衍射(XRD )图。
【具体实施方式】
[0019]本发明所用原料均为分析纯试剂。
[0020]具体实施例如下:
[0021](I)将乙二醇放入烧杯中，在不断搅拌的情况下加入钛酸丁酯，乙二醇与钛酸丁酯的体积比为6:1 ;然后滴加盐酸，将溶液的pH值调整为3 ;在此酸性条件下加入与钛酸丁酯摩尔比为4:1的纯水使钛酸丁酯水解，得到澄清溶液；
[0022](2)根据B2T9的计量比，在步骤(1)的钛酸丁酯完全水解后加入与钛酸丁酯摩尔比为2:9的醋酸钡，再加入4wt%质量百分比的硼酸，然后不断搅拌，直至固态物质全部溶解，形成稳定均匀的溶胶；
[0023](3)将步骤(2)的溶胶放于110°C烘箱中，保温2小时使其转化为凝胶。
[0024](4)将步骤(3)所得凝胶于800°C下煅烧，保温I小时，得到B2T9粉体。
[0025](5)将步骤(4)B2T9粉体中加入6wt%的粘合剂，在IOMPa下加压成型为坯体，再于1250°C烧结，保温3小时，制得致密的具有良好介电性能的B2T9介电陶瓷材料。
[0026]所制得制品经被银后测试电性能，材料的介电性能良好。其介电常数为27.6，介电损耗为2.4X10'
[0027]图1是经X射线衍射(XRD)图，由图中可以看出，所合成粉料的主晶相为Ba2Ti9O2tl,达到了预期效果。
[0028]本发明所列举的各工艺参数及其上下限取值、以及区间值都能实现本发明，再此不一一进行举例说明。
【权利要求】
1.一种液相法制备Ba2Ti9O2tl的方法，具有如下步骤: (1)将乙二醇放入烧杯中，在不断搅拌的情况下加入钛酸丁酯，乙二醇与钛酸丁酯的体积比为4~8:1 ;然后滴加盐酸，将溶液的pH值调整为2~6 ;在此酸性条件下加入与钛酸丁酯摩尔比为4:1的纯水使钛酸丁酯水解，得到澄清溶液； (2)根据Ba2Ti9O2tl的计量比，在步骤(1)的钛酸丁酯完全水解后加入与钛酸丁酯摩尔比为2:9的醋酸钡，再加入O~10wt%质量百分比的硼酸，然后不断搅拌，直至固态物质全部溶解，形成稳定均匀的溶胶； (3)将步骤(2)所得溶胶放于80~150°C烘箱中，保温2~6小时使其转化为凝胶； (4)将步骤(3)所得凝胶体于500~900°C下进行煅烧，保温I小时，得到B2T9粉体； (5)将步骤(4)B2T9粉体中加入6wt%的粘合剂，在IOMPa下加压成型为坯体，再于1180~1280°C下烧结，保温2小时，制得致密的具有良好介电性能的B2T9介电陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的一种液相法制备Ba2Ti9O2tl的方法，其特征在于，所述步骤(5)的烧结温度为1250°C。·
【文档编号】C01G23/00GK103708541SQ201310743779
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】肖谧, 臧洪朝, 王开一 申请人:天津大学