共沉淀法制备BaTiO3

.化学制备法1.1化学沉淀法沉淀法主要包括共沉淀法、均匀沉淀法、多元醇为介质的沉淀法、沉淀转化化、直接沉淀法[2]等。

1.11共沉淀法在含有多种阳离子的溶液中加入沉淀剂，使金属离子完全沉淀的方法称为共沉淀法。

共沉淀法可制备BaTiO3[3-5]、PbTiO3[6]等PZT系电子陶瓷及ZrO2[7,8]等粉体。

以CrO2为晶种的草酸沉淀法，制备了La、Ca、Co、Cr掺杂氧化物[9]及掺杂BaTiO3等。

以Ni(NO3)2·6H2O溶液为原料、乙二胺为络合剂，NaOH为沉淀剂，制得Ni(OH)2[10]超微粉，经热处理后得到NiO超微粉。

与传统的固相反应法相比，共沉淀法可避免引入对材料性能不利的有害杂质[11]，生成的粉末具有较高的化学均匀性，粒度较细，颗粒尺寸分布较窄且具有一定形貌。

1.12均匀沉淀法在溶液中加入某种能缓慢生成沉淀剂的物质，使溶液中的沉淀均匀出现，称为均匀沉淀法。

本法克服了由外部向溶液中直接加入沉淀剂而造成沉淀剂的局部不均匀性。

本法多数在金属盐溶液中采用尿素热分解生成沉淀剂NH4OH，促使沉淀均匀生成。

制备的粉体有Al、Zr、Fe、Sn的氢氧化物[12-17]及Nd2(CO3)3[18,19]等。

1.13xx沉淀法许多无机化合物可溶于多元醇，由于多元醇具有较高的沸点，可大于100°C，因此可用高温强制水解反应制备纳米颗粒[20]。

例如Zn(HAC)2·2H2O溶于一缩二乙醇(DEG)，于100-220°C 下强制水解可制得单分散球形ZnO纳米粒子。

又如使酸化的FeCl3---乙二醇---水体系强制水解可制得均匀的Fe(III)氧化物胶粒[21]。

1.14沉淀转化法本法依据化合物之间溶解度的不同，通过改变沉淀转化剂的浓度、转化温度以及表面活性剂来控制颗粒生长和防止颗粒团聚。

例如：以Cu(NO3)2·3H2O、Ni(NO3)2·6H2O为原料，分别以Na2CO3、NaC2O4为沉淀剂，加入一定量表面活性剂，加热搅拌，分别以NaC2O3、NaOH为沉淀转化剂，可制得CuO、Ni(OH)2、NiO超细粉末[22]。

钛酸钡BaTiO3粉体制备及应用剖析
BaTiO3材料是一类重要的电子陶瓷材料，具有良好的光、电及化学催化性能，被广泛应用于电子及微电子工业、能源开发、污染物处理等领域。

随着高纯超微粉体技术、厚膜与薄膜技术的发展和完善，BaTiO3材料体系围绕新材料的探索、传统材料的改性、材料与器件的一体化研究与应用等方面幵展了广泛的研宄，成为材料科学工作者十分活跃的研究领域。

 1.BaTiO3晶体结构
 钛酸钡又称偏钛酸钡，分子量为白色结晶粉末，溶于浓硫酸、盐酸和氢氟酸，不溶于稀硝酸、水和碱其熔点为1625℃，密度为6.02g/cm3，有毒性。

钛酸钡的晶体结构是典型的钙钛矿结构，具有理想的结构单胞，即立方对称性晶胞，如图1所示。

Ba2+和O2-共同按立方最紧密堆积的方式堆积成O2-处于面心位置的“立方面心结构”,而尺寸较小、电价较高的Ti4+则在八面体间隙中。

每个被Ba2+十二个O2-包围形成立方八面体，其配位数为12；每个Ti4+被六个O2-包围形成八面体,其配位数为6；在每个O2-周围有四个Ba2+和两个Ti4+。

 图1 BaTiO3的钙钛矿晶体结构图
 钛酸钡是典型的铁电材料，具有铁电性，在一定温度范围内具有自发极化现象，由于钛离子随温度变化自发极化方向不同，钛酸钡的晶型分为六方相、立方相、四方相、斜方相和菱形相五种，如图2所示。

其中三方晶系、斜方晶系、四方晶系称为铁电晶系，具有铁电性。

 图2 BaTiO3的四种晶型
 2.BaTiO3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。

免疫共沉淀实验方法免疫共沉淀实验方法是一种常用的蛋白质相互作用研究方法，通过利用抗体与目标蛋白之间的特异性结合来寻找与目标蛋白相互作用的蛋白质。

下面将详细介绍免疫共沉淀实验方法的步骤和注意事项。

步骤一：制备样品首先需要制备含有目标蛋白的样品，可以是细胞提取物、组织提取物或纯化的蛋白。

样品需要在低温下保存，并在实验前加入适量的蛋白酶抑制剂和磷酸酯酶抑制剂以保持蛋白的完整性。

步骤二：制备抗体制备抗体需要选择与目标蛋白特异性结合的抗体，可以是单克隆抗体或多克隆抗体。

抗体需要在低温下保存，并在实验前进行免疫球蛋白纯化和浓度调整。

步骤三：免疫共沉淀实验1. 将制备好的样品加入到含有抗体的蛋白A/G琼脂糖中，轻轻摇晃混合，放置在4℃下静置2小时或过夜。

2. 将混合物加入到预先平衡好的蛋白A/G琼脂糖中，轻轻摇晃混合，放置在4℃下静置2小时或过夜。

3. 将琼脂糖用离心管离心，去除上清液，加入洗涤缓冲液，轻轻摇晃混合，放置在4℃下静置10分钟。

4. 重复步骤3，洗涤3次。

5. 加入洗涤缓冲液，轻轻摇晃混合，放置在4℃下静置10分钟。

6. 将琼脂糖用离心管离心，去除上清液，加入洗涤缓冲液，轻轻摇晃混合，放置在4℃下静置10分钟。

7. 将琼脂糖用离心管离心，去除上清液，加入洗涤缓冲液，轻轻摇晃混合，放置在4℃下静置10分钟。

8. 将琼脂糖用离心管离心，去除上清液，加入洗涤缓冲液，轻轻摇晃混合，放置在4℃下静置10分钟。

9. 将琼脂糖用离心管离心，去除上清液，加入洗涤缓冲液，轻轻摇晃混合，放置在4℃下静置10分钟。

10. 将琼脂糖用离心管离心，去除上清液，加入洗涤缓冲液，轻轻摇晃混合，放置在4℃下静置10分钟。

11. 将琼脂糖用离心管离心，去除上清液，加入洗涤缓冲液，轻轻摇晃混合，放置在4℃下静置10分钟。

12. 将琼脂糖用离心管离心，去除上清液，加入洗涤缓冲液，轻轻摇晃混合，放置在4℃下静置10分钟。

13. 将琼脂糖用离心管离心，去除上清液，加入洗涤缓冲液，轻轻摇晃混合，放置在4℃下静置10分钟。

影响其电导机制，从而提高其介电响应，使得介电 常数显著提高[17–19]。如 Ag 纤维复合的 Ag–BaTiO3 复合材料的介电常数最大值高于 6 500[20]。但是根 据渗透理论，当金属材料填充量达到临界值的时 候，会形成导电路径，介电将会向导电转变[20–21]， 如 Ni–BaTiO3 陶 瓷 的 介 电 常 数 会 达 到 104~105 范围内，但却伴随高损耗和 Maxwell–Wagner 现 象[22–24]。
本工作通过化学沉淀法还原制备了金属 Ag 包 覆的“核–壳”结构 BaTiO3@Ag 复合陶瓷，研究了 Ag 包覆对 BaTiO3@Ag 复合陶瓷微观形貌、相结构以 及介电性能和高温介电弛豫的影响。
1 实验
1.1 样品制备 初 始 材 料 的 BaTiO3 粉 体 由 Ti(OC4H9)4 ，
Ba(OH)2·8H2O，KOH 在 200 ℃保温 24 h 水热制备 获得，平均尺寸为 80 nm。核–壳材料的制备以纳米 BaTiO3 粉体、分析纯 AgNO3 为原料。首先，用乙 醇和锆球作为球磨介质球磨 BaTiO3 粉体 15 h，得到 分散性良好的稳定悬浮液 A，按照 Ag 的包覆量 x%[x=0、1、3、5(质量分数)]添加不同量的 AgNO3， 具体为将 AgNO3 原料溶于一定量的去离子水中搅 拌 30 min 得到溶液 B。然后将 2 个溶液混合，磁力 搅拌 2 h 后，向混合液中逐滴加入氨水，调节溶液 的 pH 至 10，磁力搅拌 0.5 h，得到沉淀。随后静置 12 h，将浆料在烘箱 120 ℃干燥 10 h，最后在热重分 析确定的预烧温度 600 ℃保温 2 h 得到被 Ag 包覆的 BaTiO3 基粉体。包覆后的粉体用 7%的 PVB 溶液作 为黏合剂进行手工造粒、过筛，并于 15 MPa 压力下 用手动压机压片，得到 12 mm×1 mm 圆片样品。样 品在 120、250、550 ℃分别保温 2 h 排胶(升温速率 为 2 ℃/min)，最后于 1 250 ℃烧结 2 h 后随炉冷却得 到陶瓷样品 BT (x=0)、样品 BTA–1 (x=1%)、样品 BTA–2 (x=3%)和 BTA–3 (x=5%)。陶瓷片双面抛光 涂覆银浆后在 700 ℃保温 30 min 被银得到介电温谱 与阻抗谱测试样品。 1.2 样品表征

实验2 草酸沉淀法制备钛酸钡超细粉体（设计实验）（一）实验目的1. 掌握液相共沉淀法制备金属氧化物陶瓷粉体的原理与方法。

2. 熟悉草酸盐沉淀法制备钛酸钡超细粉体的方法与步骤。

（二）实验原理钛酸钡(BaTiO3)是典型的铁电材料，是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一。

如可用作制备多层电容器(MLCC)、正温度系数(PTC)热敏电阻、压电陶瓷等。

钛酸钡一直是钛酸盐系列电子陶瓷元件的基础母材。

它具有高介电常数和低介电损耗的特点，有优良的铁电、压电、耐压和绝缘性能，广泛地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（MLCC) ，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。

[1]目前制备超细钛酸钡粉体的方法从反应原料所处相态和制备工艺的角度可分为固相法、液相法和气相法。

其中固相法为传统制备方法，也是目前国内外工业化生产钛酸钡粉体的一种重要方法。

液相法(湿化学法)可以得到高纯、超细、粒度分布更窄的钛酸钡粉体。

其中草酸盐沉淀法和水热法已经应用于工业生产；而气相法发展缓慢，还不成熟，处于实验研究阶段。

[2]草酸盐共沉淀法具有制备出的粉体粒径小、纯度高、原料来源广泛，过程简单，在前驱体的固液分离方面较容易等优点，目前研究和应用较多。

传统的草酸盐共沉淀法是将BaCl2、TiCl4的混合溶液以一定的速度滴入草酸溶液中，同时用NH3·H2O调节溶液的pH到一定范围，持续搅拌，待反应结束后，所得产物经陈化、洗涤、过滤、干燥和煅烧即获得BaTiO3粉体。

但是其中TiCl4的水解较难控制，同时反应过程中较多的Cl-存在，加大了洗涤的难度，另外，制备过程中随着钛酸钡粉体粒度的减小，其晶型逐渐偏离四方相。

[3]而且，在操作过程中操作条件的微小变化，如pH值等。

很容易造成产物Ba/Ti比的较大变动，不能保证其要求的化学组成。

[4]对传统方法进行改进，利用TiCl4水溶液中，TiO22+与C2O42-在一定条件下形成TiO(C2O4) 2-络离子的特点，先形成络离子，再使它与Ba2+反应生成BaTiO(C2O4)2·4H2O前驱体，然后经过滤、洗涤、干燥、煅烧得BaTiO3超细粉。

共沉淀法制备三元正极材料哎，今天咱们聊聊三元正极材料的制备，尤其是共沉淀法，这可是一门神奇的技术，真心让人眼前一亮。

大家知道，三元正极材料主要是指镍、钴、锰这三种金属元素的组合，咱们就像调酒师，把这些成分巧妙地混合在一起，最终得出一种性能优异的电池材料。

想象一下，如果把它比作一道美味的菜肴，那可真是大厨级别的享受。

先说说共沉淀法吧，这个名字听起来好像有点复杂，但其实也没那么神秘。

就像做饭一样，首先得准备好食材。

咱们要的“食材”就是金属盐。

把这些金属盐溶解在水中，形成一个透明的溶液，简直就像是为做汤而调好的高汤，闻起来可香了。

咱们得加入沉淀剂。

这一步就像是给汤里放调料，瞬间让整个味道层次丰富起来。

沉淀剂一加入，反应立马就开始了，咕噜咕噜冒泡，最后形成固体颗粒，简直是魔法一样。

然后，咱们得把这些沉淀物收集起来，就像捞面条一样。

把它们过滤出来，洗干净，去掉多余的杂质，保证这些颗粒干净整洁。

这一步相当关键哦，好的原料才能做出好的菜。

咱们把这些沉淀物干燥，准备进入烘烤的环节。

想象一下，把食材放进烤箱，等着它们变得更加美味。

在高温的作用下，这些颗粒会发生一系列化学反应，变得更加稳定，性能也会更上一层楼。

可是呀，制备的过程并不是一帆风顺，偶尔会遇到一些小麻烦。

比如说，沉淀不完全，或者颗粒大小不均匀，这就像做菜时调味不当，让人失望。

不过没关系，经验丰富的“厨师”总会找到解决办法，调整反应条件，让一切变得完美。

经过这些细致的步骤，最终得出的三元正极材料就是那一盘美味佳肴，既有营养又能让人满意。

在这个过程中，咱们还得考虑到环保问题，不能只顾着做材料，而忘了对地球的责任。

采用水作为溶剂，不仅经济实惠，还能减少污染。

这就像是做饭时，咱们尽量用新鲜的食材，保持健康一样。

毕竟，健康的生活才是最重要的。

接着说说这些三元正极材料的应用，它们可是电池世界里的明星哦。

无论是电动车、手机，还是储能设备，都少不了它们的身影。

想象一下，如果没有这些材料，咱们的生活会变成什么样子，真是没法想象。

1.所得沉淀物中杂质的含量及配比难 以精确控制。 2.在共沉淀制备粉体的过程中从共沉 淀、晶粒长大到沉淀的漂洗、干燥、 煅烧的每一阶段均可能导致颗粒长大 及团聚体的形成。
应用 1.制备纳米粉细颗粒:广泛用于制备 钙钛矿型、尖晶石型、 BaTiO3系材料、 敏感材料、铁氧体和荧光材料等。 2.进行物质分离
3）吸留
沉淀生成速度太快，导致表面吸附的杂 质离子来不及离开沉淀表面，而被后来 沉淀上去的离子覆盖在沉淀内部的共沉 淀现象叫吸留。
4）后沉淀 指沉淀操作中，当一种组分析出沉淀 后，另一种难于析出沉淀的组分，在 其表面上相继析出的现象。
优缺点
优点
工艺简单
成本低 周期短
煅烧温度低
条件易控
性能好
缺点
单相共沉淀：沉淀物为单一化合物或 单一固溶体，称为单相共沉淀。 例如：BaCl2+TiCl4(加草酸）形成了 单相化合物BaTiO(C2O4)2· 4H2O↓, 经（450-750℃）分解得到BaTiO3的 纳米粒子。
★单相共沉淀
利用草酸盐进行化合物沉淀的合成装置
★混合物共沉淀
如果沉淀产物为混合物时，称为混合物共沉淀。
材料制备方法 ——共沉淀法
共沉淀法
1
2 3
背景
定义
分类 机理
4 5
应用
共沉淀现象
1886年，苏联学者魏鲁姆观察到：
硫化铂能从溶液中带走3价铁离子和其它
在酸性溶液中不被硫化氢沉淀淀从溶液中析出时，某些本不应该沉
淀的组分同时也被沉淀下来的现象，叫做共沉
淀。
★单相共沉淀
共沉淀例子：ZrO2-Y2O3 (锆、钇）
例：Y2O3+6HCl=2YCl3+3H2O

0前言BaTiO3是一种制造PTC、电子滤波器等电子元件的强介电材料，具有十分广阔的应用前景。

随着电子产业的不断发展，对纳米BaTiO3粉体的制备要求越来越高。

我国钛酸钡粉体的制备工艺在许多方面不及处于世界领先水平的美国与日本［2］，但我国学者已经取得一定进展。

本文综述了主要制备方法。

1固相法固相法是最为传统的制备方法[3]，于1964年试验成功。

烧结法是组成钛酸钡的各种金属元素的氧化物或他们的酸性盐混合、磨细，下一步在1100℃经固相反应得到所需粉体。

固相烧结法具有工艺简单、设备可靠、方法成熟等优点。

但是所得粉体无法到达高纯、均匀、粒径分布小、不易团聚等要求。

2液相法2.1水热法水热法是在压力容器中，将含Ba和Ti的前驱体水浆体进行反应制得钛酸钡粉体的方法。

由于早期使用的钛化合物活性差，需要在380-500℃，30-50MPa的压力下进行反应，高压高温为制备技术的应用带来了障碍。

冯秀丽等［5］以廉价的氢氧化钡和偏钛酸为原料，按比例加入蒸馏水，在集热式恒温加热磁力搅拌仪加热搅拌。

一段时间后将产物酸洗、水洗、醇洗，在烘箱中烘干，最后在研钵研磨得钛酸钡粉体。

反应机理为：H2TiO3，+Ba(OH)2==BaTiO3+2H2O。

通过对原料钡钛比、反应时间、反应温度等条件进行研究，得出常压水热法钛酸钡粉体的最佳制备条件为反应原料的钡钛比为1.4，反应温度是100℃，反应时间为6h，溶液pH为12。

所制备出的钛酸钡粉体为立方相，粉体一次平均粒径为40.9nm。

R·Roy提出了微波与水热结合技术，并成功利用此法合成了多种氧化物陶瓷和粉体材料［6-9］。

此法能在极短的时间内使温度上升至结晶温度，沉淀凝胶快速溶解然后均匀成核，缩短了结晶时间，节约了能量。

付乌有等[10]采用微波-水热法制备了纳米钛酸钡粉体，并用TEM 等手段对晶体结构和形貌进行了研究，得出结论：利用微波-水热法可以在60-160℃的条件下制得粒径20-30nm的纳米钛酸钡晶体，并且在一定范围内纳米晶体的介电常数具有比较好的稳定性。

39
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。
40
其反应方程式为：

H2TiO3+H2O2+2NH3→(NH4)2Ti4O4+H2O

(NH4)2Ti4O4+Ba(NO3)2→BaTiO4↓
34

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。
30
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。
18
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。
19
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。

Байду номын сангаас
原 钛 酸 钡 可 以在 水 溶 性 大 分 子 修 饰 下 以 较 低 温 度 条 件 下 合 成 ， 到 形 貌 蒸 汽 压力 下 ． 始混 合 物 进 行 反应 的一 种 合 成 方 法 。 得 早 期 Ｂ ＴＯ 粉体 的 水热 合 成使 用 的是 活性 差 的 钛 化 合 物（ 氧化 ａ ｉ， 如 及尺 寸可 控 的 纳 米 结 构 ， 们 拟 在 此 方 面 做 一 些 工 作 ， 了更 好 的 了 我 为 氢 ， 加 ８～０℃ 相 Ｏ ５ ＭＰ 。 解 钛 酸 钡 的 合 成 现 状 ，本 文 就 钛 酸 钡 的 合 成 方 法 及 研 究 进 展 进 行 综 物 、 氧 化 物 ） 热 温 度 高 达 ３ ０ ５ ０ ， 应 压 力 维 持 在 ３ ～ ０ ａ 近 年 来 ， 水 热 法 制 备 高 质 量 亚 微 细 Ｂ ＴＯ 微 粒 ， 起 人 们 的 广 泛 兴 用 ａ ｉ， 引 述 ， 对 其 发 展 方 向进 行 展 望 。 并
有优 良的铁 电 、 电 、 压 和 绝 缘 性 能 ， 加 值 高 ， 展 前 景 广 阔 。广 泛 压 耐 附 发
得 脱 干燥 。 在 ４ ０ ０— 大 ． 求 钛 酸 钡 微 粒 在 ｌＯ ｍ 以 内 ， 要 Ｏｎ 以进 ～ 步 制 备 高 容 量 ， 高性 能 的 值 ， 复 合 过 氧 化 物 沉 淀 。 用 水 洗 涤 至 无 氯 离 子 ， 水 ， ０ ℃煅 烧 ， 到 ５ 一 Ｏ ｎ 之 间 的纳 米 晶 体 。 方 法 原 料 易得 ， 品纯 得 ０ ｌＯ ｍ 该 产 多层 陶瓷 电容器 。因此 ， 对纳米 Ｂ Ｔ０ 粉体 的制备及其形貌的控制一 ６ ０ ａ ｉ３ ａ ｉ， 但 ａｉ， 直 是 纳 米 科 技 领 域 的 一 个 研 究 热 点 ，各 项 制 备 技 术 也 得 到 了很 大 发 度 和 粒度 都 能达 到 纳米 级 Ｂ ＴＯ， 该 法 制 得 的 Ｂ ＴＯ 粉 体 粒 子 结 块 并 展 ． 固相 法 、 学 沉 淀 法 、 胶 一 胶 法 、 热 法 、 声 波 合 成 法 等 ， 如 化 溶 凝 水 超 而 严重 ， 使用 过 量 的 Ｈ ０ 。 这些 大 多都 必 须 通 过 高 温 焙 烧 完 成 ， 能 耗 时 ． 作 也 不 方 便 ， 制 备 耗 操 其 仍 有 许 多 问题 需 要 探 索 和 研 究 ， 应 机 理 也 有 待 近 一 步 探 讨 。 报 道 ， 反 据 ２３ 热 合 成 法 ＿水 水 热 合 成 法 是 指 在 密 封 高 压 釜 中 ， 水 为 溶 剂 ， 一 定 的 温 度 和 以 在

钛酸钡BaTiO3压电陶瓷纤维及其复合材料钛酸钡铁电陶瓷是以钛酸钡及其固溶体为主晶相的陶瓷。

属钛钙矿型结构。

在温度高于120℃时为立方顺电相，温度在5～120℃时为四方铁电相，-80～5℃时为正交铁电相。

低于-80℃时为三方铁电相。

具有高介电性、压电性。

采用固相烧结法制取。

为陶瓷电容器的主要材料。

广泛用作铁电陶瓷器件和正温度系数热敏电阻材料。

特点：化学式为BaTiO3，属ABO3钙钛矿型结构。

在温度高于120℃时，BaTiO3为立方顺电相；温度在5~120℃时，为四方铁电相；温度在-80~5℃时，为正交铁电相；当温度低于-80℃为三方铁电相。

应用：由于钛酸钡具有高介电性，一直是陶瓷电容器的最主要材料。

另外，它经极化后具有压电性，因此可用于制作压电器件。

由于钛酸钡是具有氧八面体结构的有代表性的铁电体，多年来一直被作为典型的铁电陶瓷得到广泛研究与应用。

通过施主掺杂制成的钛酸钡半导体陶瓷，是正温度系数热敏电阻的基本材料.性能：铁电陶瓷的主要特性为：(1)在一定温度范围内存在自发极化，当高于某一居里温度时，自发极化消失，铁电相变为顺电相；(2)存在电畴；(3)发生极化状态改变时，其介电常数-温度特性发生显著变化，出现峰值，并服从Curie-Weiss定律；(4)极化强度随外加电场强度而变化，形成电滞回线；(5)介电常数随外加电场呈非线性变化；(6)在电场作用下产生电致伸缩或电致应变.钛酸钡BaTiO3压电陶瓷纤维及其复合材料BaTiO3/piezoelectric ceramics Fiber复合材料，描述：采用溶胶-凝胶法制备钛酸钡溶胶和粉末,并分别采用连续纺丝技术和粉末-溶胶混合挤出技术制备钛酸钡压电陶瓷纤维,系统研究钛酸钡纤维的结构和性能.17)掺杂钛酸钡的有机金属卤化物钙钛矿CaO 41.24%|TiO2 58.76%薄膜材料掺杂BaTiO3的有机金属卤化物Perovskite薄膜材料，Sn型有机金属卤化物钙钛矿薄膜描述：采用掺杂的方法把钛酸钡材料加入到钙钛矿材料当中,使其均匀的分散到钙钛矿溶液当中,然后采用旋涂的方法在介孔二氧化钛薄膜上旋涂含有钛酸钡的钙钛矿层,作为太阳能电池的光吸收层材料.18)钛酸钡界面修饰层的钙钛矿材料阴极界面修饰层改善平面p-i-n型钙钛矿，有机/无机杂化金属卤化物钙钛矿半导体材料描述：采用PCBM/C_(60)/LiF三层阴极界面修饰层(Cathode buffer layers,简称CBLs)来实现高性能的平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池,所制备的器件结构为:ITO/PEDOT:PSS/CH_3NH_3PbI_3-x Clx/CBLs/Al。

共沉淀法是一种制备三元前驱体的方法，通过将三种金属离子混合在一起，然后加入沉淀剂，使金属离子同时沉淀出来，形成三元前驱体。

烧结是将三元前驱体在高温下进行热处理，使其发生固相反应，生成所需的化合物。

具体步骤如下：
1. 首先，将含有三种金属离子的溶液混合在一起，形成均匀的混合溶液。

2. 然后，向混合溶液中加入沉淀剂，如氢氧化钠、氨水等，使金属离子同时沉淀出来，形成三元前驱体。

3. 对沉淀出的三元前驱体进行洗涤、过滤、干燥等处理，得到纯净的三元前驱体粉末。

4. 将三元前驱体粉末放入烧结炉中，在一定的温度和气氛条件下进行热处理，使其发生固相反应，生成所需的化合物。

5. 最后，对烧结后的样品进行冷却、破碎、筛分等处理，得到所需的三元化合物粉末。

共沉淀三元前驱体烧结法具有以下优点：
1. 可以精确控制三种金属离子的比例，从而实现对最终产物组成的精确调控。

2. 由于三种金属离子同时沉淀，可以实现原子级别的混合，有利于提高烧结过程中的固相反应速率。

3. 可以通过调整烧结条件，如温度、气氛等，实现对产物结构和性能的调控。

4. 共沉淀法具有较低的成本和较高的产量，适合大规模生产。

Ｂ Ｔ Ｏ 具 有 优 良的 铁 电性 和 压 电性 “，Ｃ Ｆ。 有 优 良 ａ ｉ ｏ ｅ０ 具 的 磁 性 ， ａ ｉ 。 ｏ ｅ０两 相 复 合 ， 有 良好 的压 电效 应 和 磁 Ｂ Ｔ Ｏ一 Ｆ Ｃ 具
致伸缩效应 ，在常温下就能观察到较强 的磁 电耦合效应 ，本 文通过溶胶凝胶法制各 出 Ｂ ＴＯ－ ｏ ｅ ４ ａ ｉ。Ｃ Ｆ 两相复合陶瓷 ，并 ０
取 出一 定 量 溶 胶 加 入 一 定 量 的 铁 磁 流 体 以致 最 终 的 纳 米 结 构
２ 实验过程
２１ Ｂ ＴＯ３ ． ａ ｉ 溶胶 的制备 将 ０ ０ ｍ ｌ乙酸 钡加入 ４ ｍ ．５ｏ ０ ｌ乙酸 ，在 ６ ℃水浴 加热 并 ０ 匀速搅 拌 ３ ｍ ｎ使之充分溶解 ，将 ０ ０ ｍ ｌ酞酸丁酯溶 于 ０ｉ ．５ｏ
具 有 Ｂ Ｏ的 铁 电 性 和 Ｃ ０的磁 性 ， 可 以 进 一 步研 究两 相 复 合 Ｔ Ｆ 陶 瓷 的 磁 电 耦合 性 能 。
图 ２
３３ 介 电和 介电损耗分析 ． 图 ３为 Ｂ ０ ５ Ｆ Ｔ 、１％Ｃ Ｏ陶瓷介电和介 电损耗图 ，可 以看 出 Ｂ Ｏ陶瓷介 电常数 较大，介 电损耗较小 ，随着 Ｃ Ｏ的掺入， Ｔ Ｆ 两 相复合陶瓷的介 电常数减 小，介电损耗增 大，可 能是 Ｃ ０ Ｆ 的掺入使陶瓷 的漏 电增大 。
淀剂是 ５ｍ ｌ Ｌ的 Ｎ Ｏ ｏ／ ａ Ｈ溶液 （ 过量 １０ ｏ ） ０ ％ｍ １ ，在恒定搅拌 速度下将两溶液混合 ， 然后在 ９ ￣ ０Ｃ水浴加热 ２ ， ｈ 反应物彻底
反 应 结 晶生 成 Ｃ Ｆ 。 细粉 体 。 沉 淀 物 经 过 离 心 并 且 用 蒸 ｏｅ 超 ０ 将
馏水彻底清洗 ，Ｃ Ｆ 。 ｏ ｅ 保存在水悬浮液 中。 ０

磷 酸三钙 ； 口 化学分析
中 图分 类 号 ： Ｑ１７ Ｔ ２
文 献标识 码 ： Ａ
磷 酸三 钙 （ —Ｔ Ｐ及 一ＴＣ ） 生物 陶瓷 ， ａ Ｃ Ｐ基 在生 理环 境 中可被 逐步 降解 和 吸收 ， 为新 生 组 织所 替代 ， 并 因此在 当今 生物 组织 工程 支架材 料领 域一 直倍 受关 注口 ． ］ 一ＴＣ Ｐ的组 成 与生 物 骨 中 的无机 成 分相 似 ， 有 具 良好 的生物相 容性 和生 物 活性 ， 毒 副作用 ． 无 因此 ，一Ｔ Ｐ生物 陶瓷在 现代 骨组 织工 程领 域受 到重 视． Ｃ
２ １ 化 学 分 析 法 测 产 物 钙 、 含 量 ． 磷
２ １ １ 改 进 的 Ｅ Ａ 容 量法测 钙 ． ． ＤＴ
由于 溶液 中含 有大 量 的 Ｐ ； ， 常规 的 Ｅ ＴＡ 法 滴 定 Ｃ 受 到 严 重 干扰 ． 们 对 此 已经 做 了详 细 的 Ｏ 使 Ｄ ａ 我 前 期研 究 ， 过加 入复 合钙 指示 剂等 手段 ， 而成 功 消除 了 Ｐ 一的影 响 ， 通 从 Ｏ； 确保 了分 析结 果 的准 确性 ．
一
Ｔ Ｐ生 物 陶瓷 的制备包 括微 粉合 成 、 型 和烧结 ， 中高 纯度 卢 Ｃ Ｃ 成 其 一Ｔ Ｐ的合 成是 保 证 生 物 陶瓷 质 量
的关 键 ． 目前 ， 一ＴＣ Ｐ的合 成 方 法 主要 有 化 学 共 沉 淀 法 、 热 法 、 化合 物 法 以及 干 法 等 ． 学 共 沉 淀 水 醇 ］化 法 具有装 置简 单 、 作 简便 、 操 原料 易得 及产物 质量 好等 特点 ． 本研 究 根据 正交设 计原 理 ， 对反应 物 钙磷 源 配 比 、Ｈ 值 、 ｐ 反应 温度 和时 问等要 素对 产物 ｎ ／ 的影响进 行 探讨 ， ｎ 从而 获得 最佳 工艺 条件 ．

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。

3 化学法合成BaTiO3铁电材料实验地点：李云强B503一、实验目的1. 掌握化学法的原理与制备过程2. 掌握BaTiO3铁电材料的性质二、实验原理钛酸钡(BaTiO3)是典型的铁电材料, 是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一。

如可用作制备多层电容器(MLCC)、正温度系数(PTC)热敏电阻、压电陶瓷等。

BaTiO3 陶瓷粉体传统的制备方法是以BaCO3和TiO2为原料, 在1 150 ℃以上的高温条件下经固相反应得到。

但由于该法存在高温焙烧过程, 制得的粉体粒径大且分布范围宽, 虽经反复研磨, 产物粒径也只能达到微米级, 从而严重影响了陶瓷的性能。

随着现代陶瓷日益向高精度、高可靠性和微型化方向发展, 对粉体的粒径、纯度、形貌提出了越来越高的要求, 传统的固相法已不能适应科技的发展。

为了解决这一问题, 人们开发出各种制备BaTiO3陶瓷粉体的方法, 如溶胶-凝胶法, 该法易实现多组分均匀混合, 但制备时间较长, 产量小, 难工业化;水热法合成BaTiO3可在较低温度下直接生成, 产物粒径小, 但该法存在反应较难, 晶化时间长;普通化学法具有工艺简单的优点, 其中草酸盐共沉淀法已在工业生产中获得应用。

用该法制得的BaTiO3粉体质量比传统的固相反应法有很大的提高, 因此，本次实验主要学习草酸盐做共沉淀的化学法制备BaTiO3。

实验原理如下;TiO2++Ba2++2C2H22++xH2O BaTiO(C2O4)2·4H2OBaTiO(C2O4)2·4H2O BaTiO3 +2CO +2CO2 +4H2O三、实验药品所用试剂均为分析纯, 包括Ti(OC4 H9)4、Ba(Ac)2、BaCl2·2H2 O 、Ba(NO3)2、H2C2O4·2H2 O 、NH3·H2O 等。

四、实验步骤注：以下的实验操作必须在通风厨中操作，且不能将头对着烧杯添加药品！！需制备5g的BaTiO3，请计算各原料所需量。