專利名稱：一種鈦酸鋇電子功能陶瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈦酸鋇電子功能陶瓷及其制備方法，屬于電子功能陶瓷的制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，制備BaTiO3電子功能陶瓷所用的材料為BaCO3、BaO和TiO2，其制備方法主要有固相燒結(jié)法和液相合成法。但這兩種制備方法都存在著各自的缺點(diǎn)固相燒結(jié)法對原材料要求較高，產(chǎn)品難以達(dá)到分子級混合，物料活性低，能量消耗大，容易引進(jìn)雜質(zhì)，其純度、均一性較差，燒結(jié)時(shí)間長，反應(yīng)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(jié)法其原料價(jià)格昂貴，且制備SrCO3凝膠需高溫煅燒后才能轉(zhuǎn)化為SrCO3粉體，存在煅燒時(shí)晶粒長大和顆粒硬團(tuán)聚及成本高等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鈦酸鋇電子功能陶瓷及其制備方法，以克服現(xiàn)有固相燒結(jié)法和液相合成法所存在的缺點(diǎn)。
本發(fā)明是這樣構(gòu)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、聚乙烯醇制備而成的。
所用鈦酸丁酯和醋酸鋇的摩爾比等于1。
本發(fā)明所述鈦酸鋇電子功能陶瓷的制備方法為稱取醋酸鋇，加水溶解配制成溶液，備用；取鈦酸丁酯，加入適量的冰醋酸和無水乙醇，然后在攪拌下滴加醋酸鋇水溶液，繼續(xù)攪拌30分鐘，形成均勻透明的混合溶液，在40～50℃靜置凝膠，70℃干燥得黃色鈦酸鋇干凝膠粉體；將鈦酸鋇粉體在乙醇介質(zhì)中球磨12小時(shí)，干燥后，加入粘合劑造粒，在100MPa壓力下壓制成φ12.00mm的圓片，然后用CO2激光器進(jìn)行燒結(jié)，即得鈦酸鋇電子功能陶瓷。
CO2激光燒結(jié)過程中，寬帶激光輸出功率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(fā)明人在固定光斑尺寸(14×2mm2)和離焦量(315mm)的前提下，改變寬帶激光輸出功率和掃描速度，通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化、篩選出來的最佳工藝參數(shù)。在此工藝條件下燒結(jié)出的陶瓷產(chǎn)品性能最好。
其中所用的粘合劑為聚乙烯醇。
本發(fā)明的化學(xué)原理為鈦酸丁酯(CH3CH2CH2CH2)2-TiO3以及醋酸鋇(CH3COO)2Ba混合后，在介質(zhì)中發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)(CH3CH2CH2CH2)2-TiO3+(CH3COO)2Ba→2CH3COOCH2CH2CH2CH3+BaTiO3。由于鈦酸丁酯和醋酸鋇的投料摩爾比為1∶1，可完全充分地發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后即得純度較高的鈦酸鋇電子功能陶瓷。
本發(fā)明所制備的電子功能陶瓷具有可靠性高、安全、節(jié)電等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于溫度敏感元件、限電流元件以及恒溫發(fā)熱元件等方面，具體涉及通信、家電、航空、汽車、電力設(shè)備等領(lǐng)域。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所用材料價(jià)格便宜，激光燒結(jié)法耗能少，燒結(jié)時(shí)間極短(1.5秒左右)，激光燒結(jié)制得的BaTiO3陶瓷產(chǎn)品晶粒很細(xì)小，無氣孔，致密度很高，使產(chǎn)品具有一定的強(qiáng)度，其性能(如導(dǎo)電率、介電常數(shù)等)穩(wěn)定可靠。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)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，加水溶解配制成溶液，備用；再取鈦酸丁酯，加入適量的冰醋酸和無水乙醇，然后在攪拌下滴加醋酸鋇水溶液，繼續(xù)攪拌30分鐘，形成均勻透明的混合溶液，在40～50℃靜置凝膠，70℃干燥得黃色鈦酸鋇干凝膠粉體；將鈦酸鋇粉體在乙醇介質(zhì)中球磨12小時(shí)，干燥后，加入聚乙烯醇造粒，在100MPa壓力下壓制成φ12.00mm的圓片，然后用CO2激光器進(jìn)行燒結(jié)寬帶激光輸出功率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(quán)利要求
1.一種鈦酸鋇電子功能陶瓷，其特征在于它是由鈦酸丁酯、醋酸鋇和冰醋酸、無水乙醇、聚乙烯醇制備而成的。
2.按照權(quán)利要求1所述的鈦酸鋇電子功能陶瓷，其特征在于所用鈦酸丁酯和醋酸鋇的摩爾比等于1。
3.如權(quán)利要求1或2所述鈦酸鋇電子功能陶瓷的制備方法，其特征在于稱取醋酸鋇，加水溶解配制成溶液，備用；取鈦酸丁酯，加入適量的冰醋酸和無水乙醇，然后在攪拌下滴加醋酸鋇水溶液，繼續(xù)攪拌30分鐘，形成均勻透明的混合溶液，在40～50℃靜置凝膠，70℃干燥得黃色鈦酸鋇干凝膠粉體；將鈦酸鋇粉體在無水乙醇介質(zhì)中球磨12小時(shí)，干燥后，加入粘合劑造粒，在100MPa壓力下壓制成φ12.00mm的圓片，然后用CO2激光器進(jìn)行燒結(jié)，即得鈦酸鋇電子功能陶瓷。
4.按照權(quán)利要求3所述鈦酸鋇電子功能陶瓷的制備方法，其特征在于CO2激光燒結(jié)過程中，寬帶激光輸出功率為400W，掃描速度為150mm/min，光斑面積為14×2mm2，離焦量為315mm。
5.按照權(quán)利要求3所述鈦酸鋇電子功能陶瓷的制備方法，其特征在于所用的粘合劑為聚乙烯醇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦酸鋇電子功能陶瓷及其制備方法，它是由鈦酸丁酯、醋酸鋇和冰醋酸、無水乙醇、聚乙烯醇制成的；方法為稱取醋酸鋇配制成水溶液，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(xù)攪拌，形成混合溶液，40～50℃靜置凝膠，70℃干燥；干燥后的粉體在乙醇介質(zhì)中球磨，干燥后再加入粘合劑造粒，然后壓制成片，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(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者劉其斌, 翁源泉, 劉香東, 秦尤敏 申請人:貴州大學(xué)