钛酸钡制备方法之固相法

固相法制备钛酸钡

来源：世界化工网（）

固相法师将等物质的量的钡化合物（如BaCO3）和钛化合物（如TiO2）混合，研磨后，在如干个压力下挤压成型，然后与1200℃进行煅烧，煅烧物再粉碎，湿磨，压滤，干燥，研磨，即得钛酸钡粉体成品。

该工艺的流程稍长一些，通常固相法具有工艺、设备简单，原料易得的优点。所用的钡原料主要是碳酸钡，也有用草酸钡、氧化钡或柠檬酸钡等；钛原料一般是二氧化钛。

原料BaCO3和TiO2的化学成分、纯度、晶型、粒径等是至关重要的因素。BaCO3要注意分析碱金屑氧化物及SrO的含量。如K+ ,Na + 多，则导致BaTiO3瓷烧结时粘壁和难以半导体化;SrO多则烧结困难，但能提高介电常数。氯化法生产的TiO2可除去Nb2O5。，而硫酸法生产的TiO2，要使Nb2O5含量低于0．2％是很困难的，而

Nb2O5的存在不利于半导体化。

影响固相法产品质量和能耗的其他重要因素分述如下：

（1）原料颗粒大小的影响在固相反应中，所用粉末较径越大，所需反应时间越长，温度越高。即使粉末很细，若混合不好，备组分之

间结成块状，也会出现与使用大额粒粉末相同的现象。一般情况

TiO2粒径越大，反应速度越僵，正钛酸钡副产物越多。若用氯化

法所得了TiO2粉末时，在O2和CO2气氛中，反应可在低干1000℃下完成、得到精细的BaTiO3粉末，颗粒小于0．15μm，反应活

性明显地增加。当颗粒大小基本一样，而聚集状态不同时，如用

高度分散的TiO2，BaTiO3是唯一的产物；而用聚集的TiO2，，

则生成Ba2TiO4，BaTi4O9副产物。通过球磨破坏大的TiO2：

集体，可以减少副产物的量。延长球磨时间，产品质量基本上一

致，同细TiO2情况一样。BaTiO3的颗粒大小可由原料TiO2颗

粒大小来控制，而与BaCO3颗粒大小无关。

（2）研磨状态的影响研磨可以加快生成BaTiO3的反应速度，并可降低反应温度。等物质的量混合研磨，可使颗粒明显的减小，在混

合研磨20h后，BaCO3与TIO2在715℃便开始反应并达到高峰，。

若分别研磨欲达到平均粒径10-3 ——10 -4 mm TiO2和平均长

度10-3 mm针状BaCO3是比较困难的，在真空下混合研磨48h，500℃便开始反应，生成BaTiO3,800℃反应完成，而不研磨750℃才开始反应，1100℃终止。

（3）原料TiO2结晶类型的影响在BaCO3和TiO2反应中，TiO2

在BaO表面的扩散速度是控制步骤，金红石型TiO2活化能是

4.14X105 J/mol，锐钛型TiO2的活化能为2.43 X105 J/mol。因

此推荐用锐钛型TiO2制BaTiO3。

（4）添加剂的影响据报道用LiF作添加剂的试验：BaCO3和TiO2的混合物没有加入LiF时，BaCO3>600℃开始分解，并伴

有BaTiO3生成，加了LiF后，BaCO3按两步分解，第一步在

400~500℃开始，同时程程氟化钡锂和氟化钡，经第一步分解后，500~600℃生成少量的BaTiO3，大于700℃反应迅速进行。