[发明专利]一种低温固态反应制备纳米钛酸钡基PTCR瓷粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温固态反应制备纳米钛酸钡基PTCR瓷粉的方法，属于化学合成精制技术领域。

背景技术

BaTiO₃是电子陶瓷元器件的基础母体原料，被广泛的应用于制备PTCR热敏电阻材料、高介电陶瓷电容器、动态随机存储器等方面，被誉为“电子陶瓷的支柱”。在BaTiO₃陶瓷材料中加入微量的某些施主元素，其室温电阻率会大幅度下降而成为半导体陶瓷，并且当温度上升到它的居里温度Tc＝120℃左右时，其电阻率将急剧上升，变化达5～8个数量级，这种现象称为PTC(positive temperature coefficient)效应。半导化的BaTiO₃基PTCR陶瓷材料，作为一种重要的基础控制元件，具有温度自控能力，自动恒温，升温速度快，热效率高，无明火，可连续使用，安全可靠等特点，是一种十分理想的安全性能材料，现已发展成为铁电陶瓷材料的三大应用领域之一，仅次于铁电陶瓷电容器和压电陶瓷，已广泛应用于电子通讯、航空航天、汽车工业、家用电器等各个领域。

目前PTCR(正温度系数电阻-positive temperaturecoefficient Resistance)瓷粉的制备在国内外对主晶相BaTiO₃主要采用固相法合成工艺，该方法以BaCO₃、TiO₂为主要原料，通过固相反应合成，再经球磨细碎处理，掺杂元素均以氧化物的形式掺入。该方法工艺简单，原料易得，但用传统固相法反应制得的以钛酸钡为基质的微米级PTCR粉末，由于工序多，特别是要长时间球磨，长时间高温煅烧，不仅能耗高，而且使得粉体易受污染，粉体各成分配比不易达到设计所需求的精确度，粉体晶粒不易细化。所以影响制备高性能PTCR钛酸钡陶瓷材料。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术缺陷提供一种以TiCl₄为原料，通过对TiCl₄水解得到活性较高的偏钛酸H₂TiO₃滤饼，再与新鲜的固体Ba(OH)₂·8H₂O相互混合研磨来制备纳米钛酸钡基PTCR瓷粉的方法。

本发明的目的是这样实现的：这种低温固态反应制备纳米钛酸钡基PTCR瓷粉的方法，其特征包括：

A、将11mlTiCl₄为滴入100ml水中，在pH值为5-10的条件下水解，减压抽滤洗净氯离子得到偏钛酸H₂TiO₃滤饼；

B、将步骤A滤饼与29.34克固体Ba(OH)₂·8H₂O及掺杂金属离子M：Sr、Y、Mn、La、Nd等其中一种或几种按照Ti∶(Ba+M)＝1∶1的摩尔比例混合，其中Ba与掺杂金属离子M的摩尔比例为1∶0.001-0.3，在室温下充分研磨10～120min，得到糊状物；

C、于80-120℃将糊状物直接烘干，得到掺杂的纳米钛酸钡基PTCR瓷粉。

根据上述的低温固态反应制备纳米钛酸钡基PTCR瓷粉的方法，本发明给出另外一种技术方案包括：

按照上述方法步骤A、B给出的原料比例先将掺杂金属离子M：Y、Mn、La、Nd其中一种或几种可溶性盐溶于100ml水中，再向其中滴加11ml的TiCl₄，在pH值为5-10的条件下共同水解，减压抽滤洗净氯离子得到掺杂金属离子的偏钛酸H₂TiO₃滤饼；

将上述滤饼与固体Ba(OH)₂·8H₂O和Sr(OH)₂·8H₂O混合，在室温下充分研磨10～120min，得到糊状物；

于80-120℃将糊状物直接烘干，得到掺杂的纳米钛酸钡基PTCR瓷粉。

所述的低温固态反应制备纳米钛酸钡基PTCR瓷粉的方法，给出的具体技术方案是：