专利名称：一种氯硼酸钡晶须的制备方法
技术领域：
本发明涉及无机化工材料制备技术领域，尤其涉及一种氯硼酸钡晶须的制备方法。
背景技术：
晶须是指以单晶形式生长的具有一定长径比(5 1000)的一种纤维材料，其直径非常小，所含的晶格缺陷少，原子高度有序，强度接近于完整晶体的理论值，作为塑料、 金属、陶瓷等的改性增强材料时显示出优异的力学性能。氯硼酸钡(Ba2B5O9Cl)晶体具有很好的非线性光学性能，P. Held 等(P. Held, J. Liebertz, L. Bohaty. Crystal structure of dibarium pentaborate chloride, Ba2B5O9Cl, Z.Kristallogr. NCS 217(2002)463-464) 报道了 Bi^5O9Cl晶体的结构，指出该晶体属于正交晶系，空间群为Prm2 (No. 34)； 潘世烈等(潘世烈，陈兆慧.大尺寸氯硼酸钡非线性光学晶体的制备方法和用途， CN201010553377. 1)采用高温溶液法制备出大尺寸氯硼酸钡晶体，其非线性光学效应约为 KDP(KH2PO4)的六倍。目前，尚未见到有关氯硼酸钡晶须制备及性能方面的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用简单的工艺制备出纯度高、晶体结构完整的氯硼酸钡晶须的制备方法。为解决上述问题，本发明所述的一种氯硼酸钡晶须的制备方法，包括以下步骤(1)将含钡化合物、含硼化合物和助熔剂混合均勻后研磨至粒度小于60目，得到混合物；其中所述含钡化合物中的Ba与所述含硼化合物中的B摩尔比为1 2. 5 4，所述含钡化合物和所述含硼化合物总质量之和与所述助熔剂的质量比为1 1 3. 5 ；(2)将所述混合物置于高温炉中，以5 IOtVmin的升温速率升温至690 750°C 下，恒温加热4 1 后，自然冷却至室温，得到烧结物；(3)将所述烧结物放入去离子水中，浸泡2 6小时后，依次经过滤、洗涤、干燥后， 即得白色粉末状氯硼酸钡晶须。所述步骤(1)中的含钡化合物为氯化钡、氢氧化钡、硝酸钡中的任何一种。所述步骤(1)中的含硼化合物为硼砂、硼酸中的任何一种。所述步骤(1)中的助熔剂为氯化钾、氯化钠中的任何一种。本发明与现有技术相比具有以下优点1、本发明采用高温助熔剂法首次制得了氯硼酸钡晶须，不仅丰富了晶须的种类， 同时对氯硼酸钡晶须的性能研究提供了基础。2、采用本发明方法获得的氯硼酸钡晶须产品微观形貌较好、产品纯度高、收率高。 对产物进行扫描电子显微镜(SEM)(日本JEOL公司生产的JSM-5610LV型扫描电子显微镜， 加速电压20kV，工作距离20mm，束斑22，SEI)分析显示，可以发现本发明产品所得产物为长度3 15um、直径0.4 Ium的晶须，都为晶须状(参见图2)；经XRD衍射分析(荷兰帕纳科公司生产的X，Pert PRO型X-ray衍射仪，Cu靶，2 θ =5° 80°，电流30mA，电压 40kV)，晶须分子式为Be^5O9CI,与Ba2B5O9Cl标准衍射谱图(00-023-0815)对照，可以发现各峰位置吻合很好，无其它杂质峰存在(参见图1)，说明晶须纯度较高，晶体结构完整。3、由于本发明原料易得，因此制备成本较低。4、本发明工艺简单、条件温和，易于工业化生产。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明。图1为本发明制备的氯硼酸钡晶须的X射线粉末衍射(XRD)谱图。图2为本发明制备的氯硼酸钡晶须的扫描电子显微镜(SEM)照片。
具体实施例方式实施例1 一种氯硼酸钡晶须的制备方法，包括以下步骤(1)将 6. Ilg 含钡化合物——BaCl2 · 2H20、5. 96g 含硼化合物——Na2B4O7 · IOH2O 和12.07g助熔剂——KCl混合均勻后研磨至粒度小于60目，得到混合物。其中含钡化合物中的Ba与含硼化合物中的B摩尔比为1 2. 5，含钡化合物和含硼化合物总质量之和与助熔剂的质量比为1 1。(2)将混合物置于刚玉坩埚中，放入高温炉中，以5 10°C /min的升温速率升温至690°C下，恒温加热4h后，自然冷却至室温，得到烧结物。(3)将烧结物放入去离子水中，浸泡2 6小时后，依次经过滤、去离子水洗涤、在 100 200°C下烘干至恒重后，即得直径为0. 4 lum，长度为3 15um的白色粉末状氯硼酸钡晶须。实施例2 —种氯硼酸钡晶须的制备方法，包括以下步骤(1)将 6. 31g含钡化合物——Ba(OH)2 ·8Η20、4. 95g含硼化合物——H3BO3和 39. 41g 助熔剂——NaCl混合均勻后研磨至粒度小于60目，得到混合物。其中含钡化合物中的Ba与含硼化合物中的B摩尔比为1 4，含钡化合物和含硼化合物总质量之和与助熔剂的质量比为1 3.5。(2)将混合物置于刚玉坩埚中，放入高温炉中，以5 10°C /min的升温速率升温至750°C下，恒温加热1 后，自然冷却至室温，得到烧结物。(3)将烧结物放入去离子水中，浸泡2 6小时后，依次经过滤、去离子水洗涤、在 100 200°C下烘干至恒重后，即得直径为0. 5 lum，长度为15 35um的白色粉末状氯硼酸钡晶须。实施例3 —种氯硼酸钡晶须的制备方法，包括以下步骤(1)将 5. 23g 含钡化合物——Ba(NO3)2 ·2Η20、5· 72g 含硼化合物——Na2B4O7 · IOH2O 和27. 38g助熔剂——KCl混合均勻后研磨至粒度小于60目，得到混合物。其中含钡化合物中的Ba与含硼化合物中的B摩尔比为1 3，含钡化合物和含硼化合物总质量之和与助熔剂的质量比为1 2.5。(2)将混合物置于刚玉坩埚中，放入高温炉中，以5 10°C /min的升温速率升温至720°C下，恒温加热他后，自然冷却至室温，得到烧结物。
(3)将烧结物放入去离子水中，浸泡2 6小时后，依次经过滤、去离子水洗涤、在 100 200°C下烘干至恒重后，即得直径为0. 45 lum，长度为5 15um的白色粉末状氯硼酸钡晶须。上述实施例1 3中的氯化钡、氢氧化钡、硝酸钡、硼砂、硼酸、氯化钾、氯化钠均为分析纯试剂；所用高温炉为美诚陶瓷纤维马弗炉，型号为TM-0914P。
权利要求
1.一种氯硼酸钡晶须的制备方法，包括以下步骤(1)将含钡化合物、含硼化合物和助熔剂混合均勻后研磨至粒度小于60目，得到混合物；其中所述含钡化合物中的Ba与所述含硼化合物中的B摩尔比为1 2. 5 4，所述含钡化合物和所述含硼化合物总质量之和与所述助熔剂的质量比为1 1 3. 5 ；(2)将所述混合物置于高温炉中，以5 10°C/min的升温速率升温至690 750°C下， 恒温加热4 15h后，自然冷却至室温，得到烧结物；(3)将所述烧结物放入去离子水中，浸泡2 6小时后，依次经过滤、洗涤、干燥后，即得白色粉末状氯硼酸钡晶须。
2.如权利要求1所述的一种氯硼酸钡晶须的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中的含钡化合物为氯化钡、氢氧化钡、硝酸钡中的任何一种。
3.如权利要求1所述的一种氯硼酸钡晶须的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中的含硼化合物为硼砂、硼酸中的任何一种。
4.如权利要求1所述的一种氯硼酸钡晶须的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中的助熔剂为氯化钾、氯化钠中的任何一种。
全文摘要
本发明涉及一种氯硼酸钡晶须的制备方法，该方法包括以下步骤(1)将含钡化合物、含硼化合物和助熔剂混合均匀后研磨至粒度小于60目，得到混合物；(2)将所述混合物置于高温炉中，以5～10℃/min的升温速率升温至690～750℃下，恒温加热4～15h后，自然冷却至室温，得到烧结物；(3)将所述烧结物放入去离子水中，浸泡2～6小时后，依次经过滤、洗涤、干燥后，即得白色粉末状氯硼酸钡晶须。本发明工艺简单、成本低，所得氯硼酸钡晶须产品纯度高、晶体结构完整。
文档编号C30B29/10GK102296351SQ20111025162
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者乃学瑛, 刘鑫, 卢会刚, 宋爽洁, 朱东海, 朱成财, 李武 申请人:中国科学院青海盐湖研究所