钛酸钡的性质 制备方法 以及用途

1钛酸钡晶体有这样的特性

当它受压力而改变形状的时候，会产生电流，一通电又会改变形状。于是，人们把钛酸钡放在超声波中，它受压便产生电流，由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱。相反，用高频电流通过它，则可以产生超声波。现在，几乎所有的超声波仪器中，都要用到钛酸钡。除此之外，钛酸钡还有许多用途。例如：铁路工人把它放在铁轨下面，来测量火车通过时候的压力；医生用它制成脉搏记录器。用钛酸钡做的水底探测器，是锐利的水下眼睛，它不只能够看到鱼群，而且还可以看到水底下的暗礁、冰山和敌人的潜水艇等。

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。

2钛酸钡的性质

钛酸钡（BaTiO3）单晶具有优异的光折变性能，具有高的自泵浦相位共轭反射率和二波混频（光放大）效率，在光信息存储方面有巨大的潜在应用前景；同时它也是重要的衬底基片材料。

钛酸钡具有强铁电、压电和介电等特性，是一种非常重要的电子陶瓷

材料，广泛应用于制造各种电子元器件，如高容量电容器、独石电容器、热敏元件、压敏元件和其它敏感元件等领域。目前，在中国钛酸钡年需求在2000吨以上，且正以20%的年增长速度发展，主要依赖进口，或采用固相合成法生产的钛酸钡，前者成本高，后者性能差、能耗大。该院稀有冶金材料研究所采用液化学共沉淀法生产的钛酸钡粉料，具有高纯超细及质量稳定等特点。

高纯电子级钛酸钡是重要的电子元器件原料使用符合要求的高纯原料，按特定的反应顺序，先以四氯化钛和草酸络合形成草酸氧钛阴离子，再与氯化钡进行沉淀反应，然后通过洗涤和控制钡钛比的后处理过程，煅烧后得到高纯电子级的钛酸钡粉体。钛酸钡在直流电场的作用下，在居里点120℃以下会产生持续的极度化效应，极化的钛酸钡具有铁电性能和压电性能。

美国咸斯康星大学研究人员设计出一种复合材料。该材料由钛酸钡晶体与基质锡构成，据说这种材料比金刚石还硬。实验表明，将钛酸钡颗粒植入锡中，所得材料的硬度接近于金刚石的10倍。

研究人员发现，当锡中嵌入钛酸钡颗粒时，相变受到抑制，从而使能量得以贮存。情况有些类似于水在零度时相变成冰，钛酸钡的相变也受温度影响，因此这种材料在温度10度范围内可显示出特高的硬度。但温度范围仅限于40～65℃之间。这比常温要高，研究人员正在努力降低这一温度区间。

地球上蕴藏着极为丰富的钛资源，在构成地球的元素中，钛的丰度占第九位。钛传统的最重要的工业制品是：二氧化钛颜料（俗称钛

白）和金属钛。钛白是最佳的白色颜料，广泛用于涂料、塑料、造纸、油墨、橡胶、化学纤维和化妆品等。金属钛具有很多优良性能，利用钛合金制造喷气发动机、超音速飞机；利用含钛的不锈钢1Cr18Ni9Ti，制做化工耐腐蚀设备起重要作用。近些年来，随着人类科学技术的突飞猛进，作为电子信息材料的钛酸盐，越来越引起世界各国的重视，尤其是发达国家的重视。

无机钛酸盐系精细化工产品，具有较高的附加价值。它品种繁多，用途广泛，在当科技领域中占有重要位置，在国外早被发达国家所重视。我国钛矿资源丰富，蕴藏量为世界首位，为发展无机钛酸盐和其它钛产品提供了很好的条件。目前我国除在钛白的生产上初具规模外，其它如钛酸盐类产品的研究、生产和应用都很不够，委实应引起有关领导部门的高度重视。

碱土金属及重金属的钛酸盐是很稳定的化合物，不溶于水，但能被酸分解。这些化合物有优异的电性能，在电子陶瓷领域中可以用来制造陶瓷介电体、热敏电阻、光敏电阻等等方面有着广泛的用途。此外还应用于颜料、搪瓷、耐热材料、绝热材料、以及其它特殊用途。

广泛应用于电子信息材料的钛酸盐主要有：钛酸钡、钛酸锯、钛酸铅、钛酸钙、钛酸镁、钛酸铝等。钛酸锶主要用于自动调节加热元件和制造消磁元器件，它可以降低元器件的居里点温度，使之达到要求的温

度范围。它在元器件中占组成的5～15％。钛酸锶单晶还用于光学材料及人造宝石。钛酸铅可以提高元器件的居里点温度，是一般加热元器件必需添加的成份。如烘干机、卷发器、空调器、电熨斗等中的加热片。还应用于生产复合系列压电树脂，用于麦克风等元器件中。它在电子元器件中占组成的10～20％。钛酸钙主要用于电子工业作介电材料、制造单晶和制造高频仪器的基本元件。钛酸镁是介电元件的一种添加剂，它可以使元器件温度曲线趋于稳定。钛酸铝则主要用于电子陶瓷基础板。

为了满足电子陶瓷工业上的要求，如何制备出颗粒尺度小、粒度均匀且分散性好的高纯钛酸钡粉体是当今材料科学领域的一个热点问题。随着对钛酸钡微粉尺寸、均匀性、纯度等各方面的要求越来越高，各种制备技术得到了前所未有的发展。但同时制备技术还缺乏对合成反应机理的深入研究，现有超细BaTi03制备技术大多停留在实验室阶段，分析测试和表征方法还需改进，在工业化扩大生产过程中

的工艺和装置的可行性和经济性等诸多问题还有待研究。单身由于超细钛酸钡粉体具有卓越性能，其在材料领域的研究必将有更加广阔的空间。