纳米钛酸钡的液相合成研究
钛酸钡粉体的水热合成实验报告
钛酸钡粉体的水热合成实验报告以下是一份钛酸钡粉体的水热合成实验报告:实验目的：本实验旨在通过水热合成法制备钛酸钡粉体，并研究反应温度、反应时间、反应体系中钡钛比和钡浓度、钛酸四丁酯水解程度以及乙醇用量等因素对钛酸钡粉体颗粒特征的影响。
实验材料：1. 八水合氢氧化钡 (Ba(OH)2·8H2O)2. 钛酸四丁酯 (Ti(OC4H9)4)3. 二氧化钛 (TiO2,30% 金红石型和 70% 锐钛矿型)4. 氨水5. 乙醇和水6. 氯化钠溶液实验步骤：1. 制备钡钛酸盐溶液：将 Ba(OH)2·8H2O 和 Ti(OC4H9)4 分别溶解于水中，然后用氨水调 pH 值为 8-9，制得钡钛酸盐溶液。
2. 制备模板：将一定量的 TiO2 粉体溶解于水中，然后用氢氧化钠溶液调 pH 值为 8-9，制得模板。
3. 模板上生长钛酸钡晶体：将模板放入钡钛酸盐溶液中，调节温度为 (30±2)°C，反应时间为 24 小时。
4. 分离和纯化钛酸钡晶体：将生长好的钛酸钡晶体从模板上取下，用乙醇清洗，然后过滤，用乙醇浸泡，最后离心分离，得到纯化的钛酸钡晶体。
实验结果：通过控制反应温度、反应时间、反应体系中钡钛比和钡浓度、钛酸四丁酯水解程度以及乙醇用量等因素，可以得到不同形状的钛酸钡粉体。
研究发现，随着反应温度的升高，钛酸钡粉体的颗粒大小逐渐减小，平均粒径从 (423.33±11.68) 纳米下降到 (257.33±10.16) 纳米;反应时间的延长有利于钛酸钡由立方相向四方相的转变，但同时也会导致颗粒大小减小。
在最佳的体积比为VTi(OC4H9)4VH2O1.7,VCH3CN2OHVTi(OC4H9)40.6 的情况下，得到的钛酸钡粉体具有最小的平均粒径 (257.33±10.16) 纳米，并且呈现出四方相。
此外，在反应体系中加入适量的氯化钠溶液可以提高钛酸钡粉体的纯度。
纳米钛酸钡的研究进展
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了解纳米钛酸钡。本文介绍ｒ纳钛酸钡的 瓷电容器，电光显示板，记忆材料，聚合物
主要性质和应用领域对纳米钛酸钡制备方 基复合材料以及涂层等阻ｎＩ。而纳米钛酸
钡作为催化材料是它的另一个重要应用。 刘海波等人Ｉｌ”研究了用凝胶一溶胶法制备 得到粒径约为５２．４ｎｍ的ＢａＴｉＯ，对甲基橙 的光催化降解率可达８ １．７％。王春风等人 １１４１考察了稀十掺杂的纳米钛酸钡在二氧化 碳重整甲烷制合成气反应中的催化活性， 结果表明掺杂稀士Ｌａ，Ｃｅ，Ｙｂ，Ｓｍ的镍基 钛酸钡催化剂在二氧化碳重整甲烷反应中 活性高于未掺杂稀土的镍基钛酸钡催化剂 的活性，当稀土掺杂量为０．２％时，催化剂 具有最高的反应活性。
高可靠惟、多功能手ｒｌ／ｂ犁化方向的高速发 人，纳米钛酸钡已，“泛地应用于制造陶瓷
媵，对制备满足性能要求的钛酸钡材料提 敏感元件，尤其是正温度系数热敏电阻
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研究Ｌ！成为研究的一个热点。为了更好的 件，压电陶瓷，声纳，红外辐射探测，晶体陶
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钛酸钡制备实验报告
化学化工学院材料化学专业实验报告实验名称：压电陶瓷钛酸钡的制备年级：09级材料化学日期：2011-9-7 姓名：蔡鹏学号：222009316210096 同组人：邹磊一、预习部分电子陶瓷用钛酸钡粉体超细粉体技术是当今高科技材料领域方兴未艾的新兴产业之一。
由于其具有的高科技含量，粉体细化后产生的材料功能的特异性，使之成为新技术革命的基础产业。
钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料，高纯超细钛酸钡粉体主要用于介质陶瓷、敏感陶瓷的制造，其中的多层陶瓷电容器、PTC热敏电阻器件与我们的日常生活密切相关，如PTC热敏电阻在冰箱启动器、彩电消磁器、程控电话机、节能灯、加热器等领域有着广泛的应用；MLC多层陶瓷电容在大规模集成电路方面应用广泛。
主要制备方法1，固相法，即氧化物固相烧结法2，液相法，即溶胶---凝胶法，水热法和共沉淀法等固相法简介：以氢氧化钡和钛酸丁酯为原料，采用固相研磨和低温煅烧技术相结合的方法制得钛酸钡纳米材料粉体。
用XRD、TEM、IR和ICP对粉体进行表征结果表明，所得钛酸钡粉体的粒径约为15—20nm，粒子形状近似为球形，晶体结构为立方相，钛钡物质的量比约为1.0.样品制备：称取４．６７９Ｂａ（ＯＨ）２・８Ｈ２０于研钵中研细后，为６６８～８９２℃时，存在于晶格中的羟基被除去。
加人１ｍｌ无水乙醇，拌匀，使Ｂａ（０Ｈ）２・８ＨｚＯ被乙醇充分湿润，然后加入５．ｏｍｌ钛酸丁酯（使反应物中钡与钛的物质的量之比为１．０１ｔ１．ｏ）．混匀后，研磨３０ｍｉｎ，得白色糊状物，放置２４ｈ，变为白色粉末状体。
研细后，置于马弗炉中在不同温度下煅烧３ｈ（将１马弗炉加热到所需温度后再放入样品），产物冷却后。
用５０ｍｌ０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＨＡｃ溶液浸泡１ｈ（洗去反应过程中Ｂａ（ＯＨ）２吸收空气中的Ｃ０２生成的ＢａＣ０３），离心分离。
先用蒸馏水洗涤３次，再用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤２次，置于恒温干燥箱中于８０℃干燥６ｈ，得ＢａＴｉＯ。
下载清华大学历年北京市优秀博士论文名单
2011 材料科学与工程 潘曹峰
导师 李亚栋
李龙土 艾海舟 余平 张新荣
冯建华
潘伟 魏飞 张希良 杭间 段文晖 李衍达 雒建斌 骆广生 钟毅 李亚栋
朱静
论文题目 功能氧化物纳米材料的液相合成与 性质研究 纳米晶钛酸钡陶瓷的制备、微结构 及性能的研究 高性能旋转不变多视角人脸检测 基于钯修饰电极的多氯联苯电催化 还原脱氯研究 基于色散腔的可调谐多波长主动锁 模光纤激光器 倏逝波全光纤免疫传感器及其检测 微囊藻毒素-LR 的研究 发展与稳定：中国社会转型与社会 冲突的经验研究 未竟的转型——中国仲裁机构现状 与发展趋势实证研究 中国国民收入的要素分配份额研究 基于纳米材料表面化学发光的传感 器阵列研究 结构化和半结构化数据的关键字检 索研究 电纺丝纳米纤维的制备、组装与性 能 宏量可控制备碳纳米管阵列 中国道路交通部门能源消费和 GHG 排放全生命周期分析 工以治世：清代旗纛及其思想研究 碳基材料电子结构和输运性质的理 论研究 RNA 编辑的计算预测与功能分析 外加电场下纳米级润滑膜的成膜特 性及微汽泡行为研究 非均相反应过程的微型化基础研究 果蝇遗忘由小 G 蛋白 Rac 调控 硫属化合物半导体纳米材料的调控 合成、组装与性能研究 硅和 Nafion 纳米线的制备及其在纳 米能源中的应用
清华大学历年北京市优秀博士论文名单
年份 2008
学科名称 化学
作者 刘军枫
2008 2008 2008
材料科学与工程 计算机科学与技术 环境科学与工程
邓湘云 黄畅 杨波
2009 电子科学与技术 潘时龙
2009 环境科学与技术 龙 峰
2009 公共管理
王磊
2010 2010 2010
法学 数量经济学 化学
钛酸钡的制备方法
钛酸钡的制备方法
钛酸钡是一种无机化合物，化学式为BaTiO3，具有良好的介电性能和压电性能，在电子学和通信方面有广泛的应用。
本文将介绍钛酸钡的制备方法，包括溶胶-凝胶法、水热法、固相反应法等多种方法。
1. 溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是一种通过水热反应制备钛酸钡的方法。
首先将钛酸四丙酯和钡丙酸盐在醇水溶液中混合，并加入分散剂，形成均匀的溶胶。
然后在高温高压条件下进行凝胶化反应，得到粉末状的前驱体。
最后，在高温下进行烧结得到钛酸钡。
这种方法能够制备出具有高纯度和均匀颗粒大小的钛酸钡。
2. 水热法
3. 固相反应法
固相反应法是一种传统的制备钛酸钡的方法。
首先将氧化钛和碳酸钡在高温下进行固相反应，生成钛酸钡和二氧化碳。
然后通过水洗和烘干等步骤处理得到钛酸钡粉末。
这种方法易于操作，但需要高温条件，且制备的钛酸钡粉末大小不一。
总之，钛酸钡具有广泛的应用前景，制备方法也有多种，可以根据不同的需要选择合适的方法。
随着科技的不断发展，钛酸钡的制备方法也会不断更新和改进。
钛酸钡材料综述
钛酸钡材料综述1.引言钛酸钡铁电陶瓷是20世纪中叶发展起来的一种性能卓越的介电材料，即便其发展时间较短，但其具有卓越的压电性能、介电性能及热释电性等，使其一跃成为功能陶瓷领域内极为重要的组成部分，并且其作为电子陶瓷元器件的基础材料，推动了电子工业的发展。
近些年，全球电子工业发展迅速，其高性能、高精度、小型化的特点对主要原料提出了更高的要求，这无形中也对钛酸钡铁电陶瓷的发展也提出了较高要求[1]。
在实际生产中，要求钛酸钡铁电陶瓷粉体超细、超纯，并对主要原料掺杂改性技术方面不断完善。
2.钛酸钡铁电陶瓷的主要制备技术钛酸钡铁电陶瓷材料的常用制备方法有固相合成法、液相合成法两大类。
针对每个大类的合成方法下面还包含了诸多支路，其具体操作各具特色。
传统固相合成法是一种常用的合成方法，但是由于该方法年代久远，因此所制备的产物粉体纯净度较低，且回收颗粒物体积大、化学活性较差，所以当前工业上使用该方法生产钛酸钡粉效果较差。
尤其是在电子产业中，对元件性能要求高，需要可靠、固态化、多功能性、多层化等高要求的元件。
面对此趋势，经过改进后的液相合成法可以达到较好的效果，液相合成法包括凝胶法、化学沉淀法、水热合成法等。
由于这些方法合成温度要求低且其各组分是在分子水平合成的，所以该方法制备出来得纯钛酸钡粉产物具有结晶性好、组成均匀、粒径可控、无团聚、纯度极高等优势，可充分发挥元器件的电子性能。
以钛酸四丁酯Ti(OC4H9)4(98．0％)、硝酸钡Ba(N03)：(99．5％)和草酸H2C204(99．5％)为初始原料，在微波温度为80℃，微波时间为10 min，煅烧温度为700℃和煅烧时间为1 h的条件下制备一定量晶粒尺寸在30—50 nm的BaTiO，纳米粉放入研钵中，用浓度5％作为粘合剂的PVA溶液制造颗粒，再用80～120目的筛子对颗粒进行筛选。
每次称取0．35 g左右的样品放入模具中，在10 MPa 的压力下对粉体进行干压成型，最后对瓷坯进行排胶、烧结等后续处理。
纳米钛酸钡的研究
纳米钛酸钡的研究摘要：钛酸钡具有高介电常数、低介质损耗等优异的性能，广泛地应用于多层陶瓷电容器、热敏电阻、光电器件等电子元件，是电子工业中应用最广泛的陶瓷材料之一。
本文介绍了钛酸钡结构、性能、用途及制备方法。
制备超细，高纯和粒径分布均匀的纳米BaTiO3粉体的制备成为了纳米材料制备领域的研究热点之一。
关键词：钛酸钡，结构，性能，制备方法，粉体1. 引言钛酸钡(BaTiO3)是最早发现的一种具有ABO3型钙钛矿晶体结构的典型铁电体，它具有高介电常数、低的介质损耗及铁电、压电和正温度系数效应等优异的电学性能，被广泛应用于制备高介陶瓷电容器、多层陶瓷电容器、PTC热敏电阻、动态随机存储器、谐振器、超声探测器、温控传感器等，被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。
2. 钛酸钡晶体的结构钛酸钡是一致性熔融化合物，其熔点为1618℃。
在此温度以下，1460℃以上结晶出来的钛酸钡属于非铁电的六方晶系6/mmm点群。
此时，六方晶系是稳定的。
在1460~130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构。
在此结构中Ti4+(钛离子)居于O2-(氧离子)构成的氧八面体中央，Ba2+(钡离子)则处于八个氧八面体围成的空隙中。
此时的钛酸钡晶体结构对称性极高，因此无偶极矩产生，晶体无铁电性，也无压电性。
随着温度下降，晶体的对称性下降。
当温度下降到130℃时，钛酸钡发生顺电-铁电相变。
在130~5℃的温区内，钛酸钡为四方晶系4mm点群，具有显著地铁电性，其自发极化强度沿c轴方向，即[001]方向。
钛酸钡从立方晶系转变为四方晶系时，结构变化较小。
从晶胞来看，只是晶胞沿原立方晶系的一轴（c轴）拉长，而沿另两轴缩短。
当温度下降到5℃以下，在5~-90℃温区内，钛酸钡晶体转变成正交晶系mm2点群，此时晶体仍具有铁电性，其自发极化强度沿原立方晶胞的面对角线[011]方向。
为了方便起见，通常采用单斜晶系的参数来描述正交晶系的单胞。
这样处理的好处是使我们很容易地从单胞中看出自发极化的情况。
BaTiO3PPT精选文档
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2、除铁
制备粉料时往往混入铁质，常采用电 磁除铁器除去其中的铁质。电磁除铁 器有干式和湿式。
3、过滤
一般采用压滤的方法除去湿法细磨 浆料中的水。
困料
困料是为使压滤出来的泥饼水分分 布均匀，常把泥饼放在避光、空气 不流通的室内或密闭容器内，保持 10一20天。
练泥
经过压滤、困料的坯料组织疏松、不均匀，含有大量的气 泡，可塑性降低，挤压成型性差。采用练泥的方法可除去 坯料中的气泡，提高其均匀性和致密度。
5
钛酸钡材料的特点
BaTiO3的很高。a轴方向与c轴方向的巨大差异表明：在 电场作用下， BaTiO3中的离子沿a轴方向具有更大的可动 性。
相变温度附近， 均具有峰值，在TC下的最高。说明相 变温度附近，离子具有较大可动性，在电场作用下易于 使晶体中的电畴沿电场方向取向。
与相变的热滞现象相对应， 随温度变化时也存在热滞现 象，在四方 斜方相变温度及斜方 菱形相变温度附 近表现得很明显。
0.10
Temperature / 0C
104 0.12
Qi Jianquan, Chen Wanping, Zhang Zhongtai and Tang Zilong, Acceptor compensation in (Sb,Y)-doped semiconducting Ba 1-x SrxTiO3, 2J0. Mater. Sci., Vol.32, p713-717, 1997
压峰效应
压峰效应是为了降低居里点处的介电常数的峰值，即 降低ε-T非线性，也使工作状态相应于ε-T平缓区。 例如在BaTiO3中掺入CaTiO3可使居里峰值下降。 常用的压峰剂（或称展宽剂）为非铁电体。如在 BaTiO3掺入Bi2/3SnO3，其居里点几乎完全消失，显示 出直线性的温度特性，可认为是加入非铁电体后，破 坏了原来的内电场，使自发极化减弱，即铁电性减小。
纳米晶钛酸钡陶瓷的制备、微结构及性能的研究
论文题目：纳米晶钛酸钡陶瓷的制备、微结构及性能的研究作者简介：邓湘云，女，1964年11月出生，2003年9月师从于清华大学李龙土教授，于2007年1月获博士学位。
中文摘要自从1943年钛酸钡作为最具有代表性的钙钛矿结构的铁电材料被发现以来，一直是电子陶瓷元器件的基础材料。
当高于居里温度120o C时，钛酸钡晶体结构为立方顺电相; 低于居里温度时钛酸钡有三个结构相变点; 在大约10o C到130o C之间为四方相结构; 低于10o C为正交相结构, 当温度进一步下降到大约-80o C表现为三方相结构。
近几年来随着电子及微电子工业的飞速发展，多层陶瓷电容器的微型化和大容量化要求降低陶瓷介质层的厚度，这就要求介质层中的陶瓷晶粒降到亚微米级甚至纳米级, 因此制备小粒径的钛酸钡陶瓷引起了人们广泛的兴趣。
然而高致密的陶瓷都要通过高温烧结才能致密化，而致密化过程和晶粒生长过程常常同时产生，特别在烧结后期晶粒生长非常迅速，其结果是材料实现致密化后晶粒也长大了。
因此目前最大的研究障碍就是制备出致密的纳米晶陶瓷，并在此基础上研究晶粒尺寸对钛酸钡陶瓷的微结构和性能的影响,即纳米尺寸效应。
钛酸钡陶瓷尺寸效应研究始于1950年；研究的核心内容主要围绕晶粒尺寸对于介电性能，相变和显微结构的影响。
研究表明随着晶粒尺寸的减小，居里温度向低温移动; 晶粒尺寸从10µm减至1µm时，室温介电常数增大，当钛酸钡陶瓷的平均晶粒尺寸接近1µm 时，介电常数特别大; 当陶瓷的晶粒尺寸小于500nm之后，相对介电常数迅速下降。
Zhao Zhe等研究表明50nm钛酸钡陶瓷1kHz时室温介电常数为1100，四方相→立方相的温度为117o C; Buscaglia等采用拉曼光谱在80-700K温度区间内对50nm钛酸钡陶瓷的相结构研究，证实了在50nm钛酸钡陶瓷中依然存在和大晶粒钛酸钡陶瓷相同的相变行为，即随着温度的降低，经历由立方→四方→正交→三方的相转变，并且存在多相共存的特点; 并且证实30nm钛酸钡陶瓷100Hz时70o C介电常数为1650，四方相→立方相的温度为106o C; 他们还研究了30nm钛酸钡陶瓷中铁电畴的分布，并观察到一畴多粒现象。
浅谈溶胶—凝胶法制备钛酸钡纳米粉体分析
浅谈溶胶—凝胶法制备钛酸钡纳米粉体分析作者：郭向华来源：《科技与创新》2014年第12期摘要：钛酸钡纳米粉体的形貌控制和制备技术在近年来得到较好的发展。
概述性地分析了制备钛酸钡纳米粉体的方法，并在此基础上详细介绍了溶胶-凝胶法在制备纳米钛酸钡材料中的主要方法，最后探讨了该技术的发展趋势，以期为相关学者的研究提供参考。
关键词：溶胶-凝胶法；钛酸钡；纳米粉体；陶瓷晶粒中图分类号：TB383.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）12-0031-02钛酸钡的介电、压电、铁电和绝缘性能等均较好，其主要应用于无铅介电陶瓷的制造。
但在信息产业不断发展的情况下，人们对多层电磁电容器功能提出了更高的要求，需将介质层当中的陶瓷晶粒控制为亚微米级，甚至达到纳米级。
目前，该方面的制备技术处于快速发展阶段，较为常用的技术包括两类：一类为软化学法，例如溶胶-凝胶法、水热法、化学沉淀法、超声波合成法等；一类为硬化学法，典型的方法为固相法。
本文就溶胶-凝胶法制备钛酸钡纳米粉体进行探讨。
1 制备钛酸钡纳米粉体的方法如上文所述，制备钛酸钡纳米粉体的方法包括自蔓延合成法、高温固相法、水热法、溶胶-凝胶法和超声波合成法等。
但我国在工业生产中，常用的方法为高温固相法，该方法也被称之为固相合成法，主要是在高温条件下，对二氧化钛、碳酸钠或其他钡钛化合物进行煅烧。
但由于该方法需要较高的温度，且粉体硬团将会大量聚集在一块，所以其产品的性能不能达到现代电子工业的发展要求。
在人们不断的研究下，大多学者倾向于液相化学法方面的研究，通过此类方法可以完成陶瓷粉体的制备。
在所研究出的方法中，尤以溶胶-凝胶法的制备工艺最为简单，且容易控制，外加其热处理和反应温度均较低，产物的粒径较细，杂质含量较低、分布广，所以它逐渐发展为制作纳米材料的主要方法。
此外，其制造出的材料质量较高，产业化生产的潜力巨大。
2 溶胶-凝胶法在制备纳米钛酸钡中的应用溶胶-凝胶法在进行纳米钛酸钡材料的制备时，首先，应将醇当作溶剂，其中钡及钛的无机盐和醇盐在水解下能够形成溶胶；然后，需将溶胶进行脱水，促使其保持干燥的状态；最后，通过焙烧处理，即可得到纳米钛酸钡粉体（具体工艺如图1所示）。
10.钛酸钡粉体制备方法(55)解析
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七、双氧水共沉淀法
该法主要是以偏钛酸为钛原料，用 双氧水、氨水及硝酸钡为添加剂，经 转化共沉淀得到纳米晶或亚微米钛酸 钡前驱体，再经热分解制备纳米或亚 微米钛酸钡。
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其反应方程式为：
H2TiO3+H2O2+2NH3→(NH4)2Ti4O4+H2O
(NH4)2Ti4O4+Ba(NO3)2→BaTiO4↓
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工艺流程及原理为：将等摩尔 的氯化钡溶液及四氯化钛水溶液 混合后 , 与六摩尔当量的碳酸氢 铵反应 , 得到胶体二氧化钛和碳 酸钡沉淀相互包裹的沉淀 , 经分 离洗涤、烘干、煅烧后得到钛酸 钡粉体。
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该方法工艺简单,但氯根很难洗 净，容易带入杂质，特别是钙离 子，纯度偏低。还有一问题是加 料速度过快，会产生大量的气泡， 反应难以于控制，同时前驱体的 过滤也较困难。
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粉料中含少量碳酸钡。若制备过程在 惰性气氛中进行，则碳酸钡含量减少， 但不能完全消除。因为干燥过程中，粉 体与空气中的二氧化碳反应也能形成少 量碳酸钡，随煅烧温度的提高到 1000℃ 时，碳酸钡全部分解，粉体为纯的钛酸 钡相。 该方法的优缺点为：制备的颗粒团 聚较少，颗粒分散性好，粒径分布也较 均匀，但含少量碳酸钡。
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水热合成法是把含有钡和钛的前体 (一般是氢氧化钡和水合氧化钛)水浆 体，置于较高的温度和压力下(相对于 常温、常压)，使它们发生化学反应。 经过一定时间后，钛酸钡粉体就在这 种热水介质中直接生成。该法制备的 晶粒发育完整，粒度分布均匀，颗粒 之间很少团聚。
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采用氢氧化钡和偏钛酸为原料合成钛 酸钡，在反应过程中会生成少量的BaCO3， 但在其后的煅烧阶段少量的碳酸钡会进一 步与偏钛酸反应,还有少量的碳酸钡用醋酸 洗涤，再水洗即可除掉；煅烧温度 600700℃，降低了煅烧温度；分析结果显 示，所得产品纯度高，粒径小，能满足电 子工业对高质量钛酸钡粉体的需求。
钛酸钡粉体的制备和烧结动力学研究
射峰没有出现，说明钛酸钡晶核尚未形成；当反应温度 超过６０℃时，产物的主晶相均为钛酸钡［ＪＣＰＤＳ ｃａｒｄ Ｎｏ．３１—０１７４］，表明钛酸钡已经形成，因此合适的反应 温度应高于６０℃。
晶体生长较慢［１纠。
图６ 不同反应时间下制得钛酸钡粉体的ＴＥＭ
Ｆｉｇ ６ ＴＥＭ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ａｓ—ｐｒｅｐａｒｅｄ ＢａＴｉ０３ ｐｏｗｄｅｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ
３．４烧结动力学研究
采用钛浓度为ｏ．４ｍｏｌ／Ｌ时在７５℃下反应２ｈ合
成的粉体做烧结动力学研究。固定升温速率为４Ｋ／
图３是在７５℃时，不同钛浓度下反应２ｈ后制得 粉体的ＸＲＤ图谱。与钛酸钡粉体的标准图谱相比，所 有制备的钛酸钡粉体均为立方相结构（晶格常数口一６ 一ｃ一０．４０３１ｎｍ）。当钛浓度＞Ｏ．２ｍ０１／Ｌ时，粉体的 衍射峰强度逐渐增大，说明粉体的结晶性逐渐提高。 但当钛浓度为Ｏ。１ｍｏｌ／Ｌ时，粉体的衍射峰强度较低， 且从ＴＥＭ照片中看出有絮状物存在（如图４），表明结 晶不完整。
目前，合成纳米钛酸钡粉体的方法主要是液相法， 包括化学沉淀法［孔引、溶胶一凝胶法［．，５］和水热法‘“７］等。 但溶胶一凝胶法不仅所用原料价格昂贵，而且还需要一 个高温煅烧过程，容易造成颗粒团聚和长大。水热法 则往往需要较高的反应温度和压力，对设备要求较高， 能耗较大。而化学沉淀法的反应温度一般不高于 １００℃，且在常压下进行，操作简单，原料便宜，因而具 有更大的发展前景。但化学沉淀法由于采用水做溶 剂，不能有效避免产物表面羟基的存在，从而使合成粉 体的性能受到影响，而采用有机溶剂代替水可以解决 这个问题［８］．无水乙醇由于挥发性好，对多数无机盐 溶解性好，兼之价廉易得且清洁无毒，是最常用的一种 溶剂。本实验以乙醇为反应媒介，采用两步沉淀法，在 低于８０℃的反应温度下制备纳米钛酸钡。重点考察 反应温度、反应物浓度和反应时间对粉体物相和粒径
溶胶一凝胶法制备纳米钛酸钡
实验方案设计方案溶胶一凝胶法制备纳米钛酸钡学院：化学与化工程学院年级： 2011级专业：材料化学姓名：何珊溶胶一凝胶法制备纳米钛酸钡摘要以溶胶一凝胶法制备纳米钛酸钡粉体，利用价廉的重晶石为主要原料制备钡源，有效地克服了传统方法因采用有机钡盐或有机钛而导致的生产成本过高的缺点：研究结果表明，该方法可制备出高纯钛酸钡粉体，制备过程中三废排放物中基本不含有害物质，并可从母液中回收质量较高的副产品硝酸铵，具有产品质量高，原料来源广泛、价格低廉、工艺环保、节能等特点.关键词：溶胶一凝胶法；纳米钛酸钡；重晶石1 引言钛酸钡(BaTiO。
)有优良的铁电、压电、耐压和绝缘性能，是电子陶瓷元器件的基础母体原料¨ ]．纳米钛酸钡的合成方法主要有固相烧结法、醇盐水解法、水热法、溶胶凝胶法、微乳液法、共沉淀法等_3 ]．其中固相烧结法是利用BaCO~和等物质的量的TiO。
混合后，经高温灼烧而成，合成的BaTiOa粉体均匀性差、颗粒粒径粗、杂质含量较高口，目前国内大多数生产厂家仍用此法生产，质量已经不能满足高技术发展的需要．共沉淀法和水热合成法对原料和设备要求较高，操作过程比较复杂；溶胶一凝胶法由于反应温度低、操作简单、反应过程容易控制、粒度分布均匀细小等一系列优点而备受人们关注[1 H]．本研究利用硫酸钛、重晶石、硝酸、氨水为基本原料，采用溶胶一凝胶法合成纳米BaTi03粉体，探索出实验室溶胶凝胶法制备BaTiO3纳米粉体的无机生产工艺．2 实验目的2.1 利用Ti(SO ) 、重晶石、硝酸、氨水为原料采用溶胶一凝胶法合成BaTiO。
粉体，原料来源广泛、价格低廉，过程操作简单，经950℃高温灼烧3 h得到BaTiO3粉体．2．2 通过XRD分析、TEM 形貌分析等分析手段，学会对制得的粉体进行各种性能粉体为单纯的立方相，粒径均匀，大小在40 的表征和测试，使实验制备的BaTiO3nm 左右，无严重的团聚现象，满足纳米粉体的要求．3 实验原理溶胶-凝胶法的基本原理是：易水解的金属化合物(无机盐或金属醇盐)在某种溶剂中与水发生反应，经过水解与缩聚过程而逐渐凝胶化；再经过干燥等后处理工序除去含有化学吸附性的羟基、烷基及物理吸附性的有机溶剂和水，就可制得所需的陶瓷粉体。
纳米钛酸钡的结构性能及制备方法
纳米钛酸钡的结构性能及制备方法摘要：钛酸钡纳米材料具有高介电常数和低介质损耗等优异的性能，是电子工业中应用最广泛的陶瓷材料之一。
本文主要介绍了钛酸钡结构性能、应用方向和纳米钛酸钡制备方法。
关键词：钛酸钡结构性能制备方法粉体前言钛酸钡（BaTiO3）具有高介电常数、低的介质损耗及铁电、压电和正温度系数效应等优异的电学性能，被誉为“电子陶瓷工业的支柱”，广泛的应用于半导体陶瓷和电子工业等方面。
一、钛酸钡晶体的结构钛酸钡是一致性熔融化合物，其熔点为1618℃。
在此温度以下，1460℃以上结晶出来的钛酸钡属于非铁电的六方晶系6/mmm点群。
此时，六方晶系是稳定的。
在1460～130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构。
在此结构中钛离子居于氧离子构成的氧八面体中央，钡离子则处于八个氧八面体围成的空隙中。
此时的钛酸钡晶体结构对称性极高，因此无偶极矩产生，晶体无铁电性，也无压电性。
随着温度下降，晶体的对称性下降。
当温度下降到130℃时，钛酸钡发生顺电-铁电相变。
在130～5℃的温区内，钛酸钡为四方晶系4mm点群，具有显著地铁电性，其自发极化强度沿c轴方向，即[001]方向。
钛酸钡从立方晶系转变为四方晶系时，结构变化较小。
从晶胞来看，只是晶胞沿原立方晶系的一轴（c 轴）拉长，而沿另两轴缩短。
当温度下降到5℃以下，在5～-90℃温区内，钛酸钡晶体转变成正交晶系mm2点群，此时晶体仍具有铁电性，其自发极化强度沿原立方晶胞的面对角线[011]方向。
钛酸钡从四方晶系转变为正交晶系，其结构变化也不大。
从晶胞来看，相当于原立方晶系的一根面对角线伸长了，另一根面对角线缩短了，c轴不变。
当温度继续下降到-90℃以下时，晶体由正交晶系转变为三斜晶系3m点群，此时晶体仍具有铁电性，其自发极化强度方向与原立方晶胞的体对角线[111]方向平行。
钛酸钡从正交晶系转变成三斜晶系，其结构变化也不大。
综上所述，在整个温区（<1618℃），钛酸钡共有五种晶体结构，即六方、立方、四方、单斜、三斜，随着温度的降低，晶体的对称性越来越低。
钛酸钡的制备工艺以及制备方法
1 前言钛酸钡是电子陶瓷材料的基础原料，被称为电子陶瓷业的支柱。
它具有高介电常数、低介电损耗、优良的铁电、压电、耐压和绝缘性能，被广泛的应用于制造陶瓷敏感元件，尤其是正温度系数热敏电阻(PTC)、多层陶瓷电容器(MLCCS)、热电元件、压电陶瓷、声纳、红外辐射探测元件、晶体陶瓷电容器、电光显示板、记忆材料、聚合物基复合材料以及涂层等。
钛酸钡具有钙钛矿晶体结构，用于制造电子陶瓷材料的粉体粒径一般要求在100nm以内。
因此BaTiO3粉体粒度、形貌的研究一直是国内外关注的焦点。
钛酸钡粉体制备方法有很多，如固相法、化学沉淀法、溶胶—凝胶法、水热法、超声波合成法等。
最近几年制备技术得到了快速发展，本文综述了国内外具有代表性的钛酸钡粉体的合成方法，并在此基础上提出了研究展望。
2 钛酸钡粉体的制备工艺2.1 固相合成法固相法是钛酸钡粉体的传统制备方法，典型的工艺是将等量碳酸钡和二氧化钛混合，在1 500℃温度下反应24h，反应式为：BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2↑。
该法工艺简单，设备可靠。
但由于是在高温下完成固相间的扩散传质，故所得BaTiO3粉体粒径比较大(微米)，必须再次进行球磨。
高温煅烧能耗较大，化学成分不均匀，影响烧结陶瓷的性能，团聚现象严重，较难得到纯BaTiO3晶相，粉体纯度低，原料成本较高。
一般只用于制作技术性能要求较低的产品。
2.2化学沉淀法2.2.1 直接沉淀法在金属盐溶液中加入适当的沉淀剂，控制适当的条件使沉淀剂与金属离子反应生成陶瓷粉体沉淀物团。
如将Ba(OC3H7)2和Ti(OC5H11)4溶于异丙醇中，加水分解产物可得沉淀的BaTiO3粉体。
该法工艺简单，在常压下进行，不需高温，反应条件温和，易控制，原料成本低，但容易引入BaCO3、TiO2等杂质，且粒度分布宽，需进行后处理。
2.2.2 草酸盐共沉淀法将精制的TiCl4和BaCl2的水溶液混合，在一定条件下以一定速度滴加到草酸溶液中，同时加入表面活性剂，不断搅拌即得到BaTiO3的前驱体草酸氧钛钡沉淀BaTiO(C2O4)4·4H2O(BTO)。
纳米钛酸钡制备方法研究进展
（ 哈尔滨工程大学 材料科学与化学工程学院 。 黑龙江 哈尔滨 １ ００ ） ５ ０ １ 摘 要：钛酸钡因其具有优越性能而被广泛应 用于多层 陶瓷 电容器期 、 热敏 电阻器 、 电器件等电子元器 光
件。综述 了近年来 国内外制备纳米钛酸钡的主要技 术和方法 ， 重点介绍 了溶胶一 凝胶法 、 水热法 ， 化学沉淀 法的原理和特点 ， 并介绍 了基于制备方法 的改进和研究手段的拓宽与深入 以及纳米钛酸钡 的制备方法 的
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常压液相法制备纳米钛酸钡粉体
应 温 度 为 ７ ℃ 、反 应 时 间 ２ ０ ｈ和 Ｎａ Ｈ ： ｉ ｈ ｉ ｌ Ｏ ＴＣ ＝ ０：
ＴＣ 、Ｂ Ｃ ・４Ｏ 和 Ｎａ 等均为 国产 分析纯试 ｉ ｈ ａ ｈ２ ２ １ ＯＨ 剂 ，全部实验用水 为二次蒸馏水 。主要 仪器有：Ｙ ２０ －０ ０ 型 ｘ射线衍射仪 （ 丹东 ） Ｊ Ｍ．０ Ｓ ， Ｅ １０ Ｘ透射 电子显微镜 ，
维普资讯 助 Βιβλιοθήκη 能 财 许
２０ 年增刊 （８ 卷 ０７ ３）
常压液 相法制备纳 米钛 酸钡粉体
丁士 文 ，何振 英 ，王 静 ，李 兰芬 ， 贾 光
（ 河北大 学 化学与环境科 学学 院，河 北 保定 ０ １０ ） ７ ０ ２
摘
要 ： 以 ＴＣ 、Ｂ Ｃ２ １２ ｉｈ ａ １２ ０和 Ｎ Ｏ ．４ ａ Ｈ为主要原料 ，
Ｆ ｇ １ＴＥＭ ｈ ｔ ｇ ａ ｆｓ ｍ ｐ ｅ ｔ ｉ ｅ ｅ ｔｔｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｉ ｐ ｏ ｏ ｒ ｐｈｏ ａ ｌ ｓａ ｆ ｒ ｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｄ
从 图 １中看 出，样 品基本 呈球形 ，粒径在 ６ ｎ ０ ｍ左 右， 分布 比较均匀 。 但是我们 发现随着反应 温度 的升高， 产物的粒径逐渐 增大；硬 团聚程度与 反应温度成正 比。 这可能是 由于单核 向多核 转变过程中 ，晶核生长引发 的
表 明产 品为立 方晶系 Ｂ ＴＯ ，钙钛矿 结构 。 ａｉ３
基 金项 目：河 北 省 自然 科 学基 金 资助 项 目 （ ９ ０ ８ ２９ ７ ） 收 到稿 件 日期 ：２ ０ ．４２ ０ ７０ ．７ 通讯 作者 ： 丁士 文 作 者简 介 ：丁 士 文 （９ ４ ） 男，河 北 涞 水人 ，教 授 ，主 要 从事 无 机 纳米 材 料及 功 能 陶瓷材 料 的研 究 。 １５一 ，
钛酸钡合成工艺技术概述
钛酸钡合成工艺技术概述钛酸钡是一种重要的无机化合物，广泛应用于电介质、声学、光学和电子器件等领域。
其合成工艺技术主要包括溶液法、水热法和固相法等。
溶液法是钛酸钡合成的常用方法之一。
首先，将钛酸四丁酯和硝酸钡等原料按一定摩尔比溶解在适量的溶剂中，如水或有机溶剂。
然后，在加热和搅拌的条件下，逐渐滴加氢氧化钠或硝酸铵等碱性溶液，使反应体系保持碱性。
随着滴加溶液的不断进行，钛酸钡会逐渐沉淀出来。
最后，将沉淀物进行过滤、洗涤和干燥，得到钛酸钡产物。
水热法是一种在高压高温水热条件下进行钛酸钡合成的方法。
首先，将钛酸四丁酯和硝酸钡等原料溶解在适量的溶剂中，如水或有机溶剂。
然后，将溶液转移到高压反应器中，在一定的温度和压力下进行反应。
随着时间的推移，钛酸钡会形成晶体沉淀。
最后，将沉淀物进行过滤、洗涤和干燥，得到钛酸钡产物。
固相法是一种将钛酸和钡盐直接进行反应合成钛酸钡的方法。
首先，将钛酸和钡盐按一定的摩尔比混合均匀。
然后，在高温下将混合物煅烧，使其发生反应生成钛酸钡。
最后，将产物进行冷却、研磨和筛分，得到钛酸钡的细粉末。
此外，还有其他方法如溶胶-凝胶法、电化学合成法等也可用于钛酸钡的合成。
这些方法都有各自的特点和适用范围，选择合适的方法是根据实际需求和条件进行确定的。
总之，钛酸钡的合成工艺技术包括溶液法、水热法、固相法等多种方法。
这些方法可以根据需要选择合适的合成条件和原料配比，从而获得高纯度、结晶度良好的钛酸钡产物。
随着科学技术的不断进步，钛酸钡的合成工艺技术也将不断改进和创新，以满足各个领域的需求。
钛酸钡是一种重要的无机化合物，具有优异的性能和广泛的应用前景。
它在电介质、声学、光学和电子器件等领域中发挥着重要的作用。
随着对钛酸钡性能和应用需求的不断提高，研究和掌握高效、低成本的合成工艺技术变得尤为重要。
钛酸钡的合成工艺技术主要包括溶液法、水热法和固相法等多种方法。
溶液法是钛酸钡合成中常用的方法之一。
这种方法的优点是反应条件温和，反应物易得，可以控制产物的形貌和晶型。
钛酸钡粉体制备
钛酸钡纳米粉体的制备方法摘要：钛酸钡粉体是陶瓷工业的重要原料，本文将简要介绍钛酸钡纳米粉体的一些制备工业，如固相法、水热法、溶胶-凝胶法、沉淀法等。
关键词：钛酸钡；粉体;制备方法；1.引言钛酸钡是制备陶瓷电容器和热敏电阻器等许多介电材料和压电材料的主要原料, 近几年来, 随着陶瓷工业和电子工业的快速发展,BaTiO3 的需求量将不断增加，对其质量要求也越来越高。
制备高纯、超细粉体材料是提高电子陶瓷材料性能的主要途径。
所以高纯、均匀、超细乃至纳米化钛酸钡的制备研究一直是各国科学家的研究重点。
钛酸钡的应用越来越广泛。
目前制备钛酸钡的方法主要有:共沉淀法、溶胶- 凝胶法、固相法、反相微乳液法、水热法。
2.钛酸钡粉体的制备工艺2.1固相研磨-低温煅烧法传统钛酸钡的制备主要采用高温煅烧碳酸钡和二氧化钛的混合物或高温煅烧草酸氧钛钡的方法, 它是我国目前工业制备钛酸钡的主要方法, 但由于煅烧温度高达1000~ 1200℃, 因而制得的粉体硬团聚严重、颗粒大而粒度分布不均匀, 纯度低, 烧结性能差。
朱启安[1]等采用室温下将氢氧化钡与钛酸丁酯混合研磨, 再在较低温度( < 300 ℃) 下煅烧的方法制得了钡钛物质的量比约为1. 0、颗粒大小分布均匀、粒径在15~ 20nm 的钛酸钡纳米粉体, 既克服了高温固相煅烧法反应温度高、产品质量低的缺点, 又克服了液相法在水溶液中制备易引入杂质、粒子易团聚等缺点其煅烧温度比传统的固相反应法降低了约700 ~900℃2.2水热法合成水热合成是指在密封体系如高压釜中, 以水为溶剂, 在一定的温度和水的自生压力下, 原始混合物进行反应的一种合成方法。
由于在高温、高压水热条件下, 能提供一个在常压条件下无法得到的特殊的物理化学环境, 使前驱物在反应系统中得到充分的溶解, 并达到一定的过饱和度, 从而形成原子或分子生长基元, 进行成核结晶生成粉体或纳米晶[2]。
水热法制备的粉体, 晶粒发育完整、粒度分布均匀、颗粒之间少团聚, 可以得到理想化学计量组成的材料, 其颗粒度可控, 原料较便宜, 生成成本低。
共沉淀法制备BaTiO3
实验1 共沉淀法制备BaTiO3一、实验目的1.掌握纳米材料的共沉淀制备技术。
2.掌握利用XRD的物相和成分分析的方法。
二、实验原理钛酸钡（BaTiO3）具有强介电、压电、铁电和正温度系数效应等优异的电学性能，是电；器件的制造。
近年来，随着电子元件的高精度、高可靠性和小型化，对钛酸钡粉体也有了高纯、超细和均匀化的要求，多种制备方法的取得了很大进展，如溶胶-凝胶法、水热法、化学沉淀法和微乳液法等。
化学城沉淀法因具有条件温和、分体性能优异等特点而得到广发关注。
其中共沉淀法从工艺条件、经济成本、分体性能综合考虑，为制备碳酸钡的较好方法。
用共沉淀法制备纳米BaTiO3粉体的工艺是从对应水热法的工艺演变而来的。
共沉淀法制备纳米BaTiO3粉体，不需要加额外压强，BaTiO3粉体可以在90℃下得到，即纳米BaTiO3粉体可以在常压低温下得到。
溶液的pH值和CO2分压是两个非常重要的热力学变量。
BaTiO3的溶解性强烈依赖于pH值，90℃下，当[Ba ]=10-6 mol/L时，完全沉淀BaTiO3需要pH 值≥4；当[Ba ]=10-1 mol/L时，完全沉淀BaTiO3需要pH值≥11。
温度的降低使溶解度曲线移向高pH值方向，即当温度降低时，需要更高的pH值使之沉淀完全。
同时应避免CO2的存在，因为BaCO3较BaTiO3稳定。
传统的钛酸被共沉淀法采用的是草酸共沉淀法，草酸盐共沉淀法已经工业化生产，是将TiOCl2和BaCl2的混合溶液在室温下加入到草酸溶液中，并加入表面活性剂，不断搅拌，发生沉淀反应生产BaTiO(C2O4）24H2O沉淀，经过滤、洗涤、干燥。
煅烧，制得BaTiO3粉体，但是这种方法引起的Ti/Ba波动较大，不能保证其化学组成，同时，还存在团聚。
本实验选择采用改进的草酸盐共沉淀法和NaOH共沉淀法制备BaTiO3粉体。
改进的草酸盐共沉淀法的制备原理：利用在钛酸丁酯溶液中，TiO2+与H2C2O4在一定条件下形成TiO(C2O4)22-配合粒子的特点，先形成络离子，再使它与Ba2+反应生成BaTiO(C2O4）24H2O 前驱体，然后经过滤、洗涤、干燥、煅烧得到BaTiO3超细粉体。
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关键词 ： 纳米 ； 钛酸钡 ； 液相合成 ； 进展 中图分类号 ： Ｔ ＱＩ ７ ４ 文献标识码 ： Ａ
Ｗｅ ｔ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｎ ａ ｎ ｏ － Ｂａ Ｔ ｉ ０３ ＊
Ｎ Ｉ Ｕ Ｙｕ ｎ — ｈ ｅ ， ＤＯＮＧ Ｓ ｈ ｕ ａ ｉ ， ＭＵ Ｊ ｉ — ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ， ＣＨＥ Ｎ Ｘｉ ａ ｏ — ｙ ｏ ｎ ｇ
摘
要： 钛酸钡（ Ｂ ａ Ｔ ｉ Ｏ ） 具有高 的介 电常数 、 压电常数 和低 的介 电损耗 ， 是 制备敏感 、 存储 、 传感和执行器
件等现代智能元器件 的重要压 电陶瓷材料之一 。随着纳米技术 、 信 息技 术高速发展 ， 纳米钛 酸钡受 到智 能微 纳器件领域前所未有的重视 。首先简述了钛酸钡的主要特性 与应用 ， 接着 梳理 了制备纳米钛酸钡的代表性传 统液相合成方法 ， 然后重点综 述了近年发展的新液相合成方法 ， 最后对纳米钛酸钡材料液相合成 的未来方 向
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纳 米钛 酸钡 的液相合 成研 究
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（ 中北大学 ａ ． 材料科学与工程学院 ． ｂ ． 电子测试 技术重点实验室 仪器科 学与动态 测试教 育部重点实验室， ｃ ． 中北大学化工与环境学院 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ； ２ ． 晋西工业集团有限公 司 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ７）
（ １ ． ａ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｓ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ． ｂ ． Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ． Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｎｄ ａ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｓ ｔ ＆ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｌ ａ ｂ ．
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