实验四 钛酸钡陶瓷的成型与烧结

钛酸钡陶瓷的制备方法嘿，咱今儿个就来聊聊钛酸钡陶瓷的制备方法。

你知道不，这钛酸钡陶瓷啊，那可是相当重要的材料呢！就好像是一个神奇的宝藏，等着我们去挖掘和打造。

要制备钛酸钡陶瓷，首先得有原材料呀，这就好比做饭得有食材一样。

钛酸钡粉末就是关键的原料之一，这就像是蛋糕里的面粉，是基础中的基础。

然后呢，还得有一些其他的辅助材料，就像是做菜要加调料一样，让整个过程更加完美。

接下来就是具体的操作啦！把这些材料按照一定的比例混合均匀，这可不是随便搅和搅和就行的哦，得细致得很呢，不然出来的东西可就不咋地啦。

想象一下，要是做饭的时候盐放多了或者放少了，那味道能好吗？混合好了之后，就得给它们来个“塑形大改造”啦，把它们变成我们想要的形状，这就像是捏泥巴一样，得有耐心和技巧。

然后，就到了关键的一步——烧结。

这就好比是把食材放进烤箱里烤，得掌握好温度和时间。

温度太高了不行，太低了也不行，时间长了不行，短了也不行，是不是很有讲究？在烧结的过程中，这些材料会发生奇妙的变化，就像毛毛虫变成美丽的蝴蝶一样。

等烧结完成了，哇哦，我们的钛酸钡陶瓷就初步成型啦！不过别急，还得进行一些后续的处理和加工呢，就像给做好的蛋糕再装饰一下，让它更加漂亮和完美。

你说这制备钛酸钡陶瓷是不是很有意思？就像是在创造一个小奇迹一样。

当然啦，这可不是随随便便就能做好的，得有专业的知识和技术，还得有足够的耐心和细心。

要是稍微马虎一点，那可能就前功尽弃啦！咱再想想，生活中很多事情不也是这样吗？要想做好一件事，就得认真对待，一步一个脚印地去努力。

就像制备钛酸钡陶瓷一样，每一个环节都不能马虎，都得用心去做。

所以啊，如果你对钛酸钡陶瓷感兴趣，或者对材料制备有兴趣，那可一定要好好研究研究这些方法。

说不定哪天你就能自己动手做出漂亮的钛酸钡陶瓷呢！那可真是太有成就感啦！别小瞧了自己哦，只要肯努力，啥都能做成！你说是不是这个理儿？。

钛酸钡陶瓷烧结-回复
钛酸钡陶瓷是一种具有高介电常数和低介电损耗的电介质材料，广泛应用在电子、通信和微波领域。

钛酸钡陶瓷制备方法之一是烧结法。

下面是钛酸钡陶瓷烧结的步骤：
1. 准备原材料：钛酸钡粉末和稳定剂。

稳定剂可以是氧化铝、氧化镁等。

2. 将钛酸钡粉末和稳定剂混合均匀。

3. 将混合好的粉末放入烧结模具中。

4. 进行烧结：将模具放入高温烧窑中，在一定的气氛下进行高温烧结，使粉末变成坚硬的陶瓷材料。

5. 陶瓷材料冷却后，进行后续处理：如切割、抛光等。

通过以上步骤，可以制备出高质量、稳定性好的钛酸钡陶瓷材料，满足各种应用要求。

.固相烧结法制备BaTiO3（BTO）陶瓷材料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直是国内外关注的焦点之一。

1 材料结构钛酸钡是一致性熔融化合物，其熔点为1618℃。

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（见右图）。

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。

钛酸钡从四方晶系转变为正交晶系，其结构变化也不大。

实验项目一：无机陶瓷粉体制备一、实验目的（1）掌握钛酸钡陶瓷粉体制备工艺和实验操作（2）了解粉磨过程和粉磨原理，（3）掌握高效率粉磨的操作方法和影响粉磨效率的主要因素二、实验原理1、钛酸钡陶瓷简介：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，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". 近年来,随着电子工业的发展,对陶瓷元件提出了高精度,高可靠性,小型化的要求. 为了制造高质量的陶瓷元件,关键之一就是要实现粉末原料的超细,高纯和粒径分布均匀. 研究可以制备粒径可控, 粒径分布窄及分散性好的钛酸钡粉体材料的方法且能够大量生产成为了一个研究热点.目前钛酸钡粉体的制备工艺有多种：固相合成法、化学沉淀法、水热合成法、溶胶-凝胶法等，本实验采取的是球磨法。

2、球磨机粉磨原理球磨是最常用的一种粉碎和混合装置。

被粉碎的物料和球磨介质(亦称料和球)装在一个圆筒形球磨罐中。

球磨罐旋转时，带动球撞击和研磨物料，达到粉碎的目的。

影响球磨效果的因素：一般来说，球磨机转速越大，粉碎效率越高，但当球磨机转速超过临界转速时就失去粉碎作用。

另外，影响球磨效果的因素还有：（1）助磨剂。

当物料球磨至一定细度后，由于已粉碎的细粉对大颗粒的粉碎起缓冲作用，较大颗粒难于进一步粉碎，继续球磨的效率将显著降低。

为使物料达到预期的细度，常常加入助磨剂来解决这一问题。

高性能钛酸钡陶瓷的制备工艺与应用钛酸钡因具有高介电常数、压电铁电性及正温度系数等优异性能而成为重要的陶瓷材料。

烧结工艺对钛酸钡陶瓷的致密化与显微结构具有重要影响；钛酸钡陶瓷存在介电常数随温度的变化率较大、介电损耗高、击穿场强低、本身存在薄层时吸收强度弱和带宽窄等缺点，常常通过掺杂改性来提高钛酸钡陶瓷的性能，而不同掺杂材料对钛酸钡陶瓷有着不同的影响。

钛酸钡陶瓷应用前景广阔，进一步研究更优良的钛酸钡陶瓷烧结工艺及掺杂工艺有着很重大的意义。

钛酸钡陶瓷烧结工艺目前钛酸钡陶瓷的烧结方式主要有无压烧结、高压烧结、微波烧结、毫米波烧结等。

【无压烧结】无压烧结在常压下进行烧结，主要包括常规无压烧结、两步法烧结、两段法烧结。

常规无压烧结方法是将陶瓷胚体通过加热装置加热到一定温度，经保温后冷却到室温以制备陶瓷的方法。

常规烧结采用高温长时间、等烧结速率进行，此方法需要较高的烧结温度(超过1000℃)和较长的保温时间。

如果烧结温度较低，则不能够形成足够的液相填充胚体里的气孔，材料晶界结合不好并且材料中存在较大的孔洞，此时材料的电性能较差；烧结温度过高，可能导致晶界的移动速度过快，出现晶粒异常增大现象。

两步法烧结的烧结流程为：陶瓷胚体通过加热装置加热到一定温度后不进行保温，立即以很快的速度降温到相对较低的温度进行长时间的保温。

与常规烧结方法相比，两步烧结法巧妙地通过控制温度的变化，在抑制晶界迁移(这将导致晶粒长大)的同时，保持晶界扩散(这是坯体致密化的动力)处于活跃状态，来实现晶粒不长大的前提下达到烧结的目的。

两段法烧结是指在相对较低的温度下保温一段时间，然后再在较高的温度下保温，最后自然冷却。

用此工艺可以降低烧结温度和缩短烧结时间，此方式可以用于烧结细晶钛酸钡陶瓷。

【高压烧结】高压烧结有两种方式，第一种为高压成型常压烧结，第二种为高压气氛烧结。

高压成型常压烧结中，样品在高压下再次加压后，颗粒之间的接触点增加且气孔减少，导致烧结前坯体的相对密度显著增加，而陶瓷烧结活性与样品的压坯密度紧密相关，所以烧结温度显著降低。

第1篇实验目的本实验旨在了解钛酸钡陶瓷的制备过程，掌握固相反应法合成钛酸钡陶瓷的实验步骤，并通过对实验结果的分析，探讨影响钛酸钡陶瓷性能的关键因素。

实验原理钛酸钡（BaTiO3）是一种具有钙钛矿结构的压电陶瓷材料，广泛应用于电容器、传感器、换能器等领域。

钛酸钡陶瓷的制备主要通过固相反应法，即利用高温使钡源和钛源发生化学反应，生成钛酸钡晶体。

实验材料1. 纯度≥99.9%的钛酸钡原料2. 纯度≥99.9%的钡源3. 纯度≥99.9%的钛源4. 纯度≥99.9%的氧化铝（Al2O3）作为助熔剂5. 砂轮研磨机6. 高温炉7. 精密天平8. 精密移液器9. 烧结炉10. 显微镜11. X射线衍射仪（XRD）实验步骤1. 原料准备：称取适量的钛酸钡原料、钡源、钛源和氧化铝，精确至0.01g。

2. 原料混合：将称取好的原料放入球磨罐中，加入适量的去离子水，开启砂轮研磨机进行球磨，时间为2小时。

3. 干燥：将球磨后的浆料在60℃下干燥12小时，得到干燥的粉体。

4. 压制成型：将干燥后的粉体进行压制成型，得到尺寸为10mm×10mm×1mm的陶瓷片。

5. 烧结：将陶瓷片放入高温炉中，在1300℃下烧结2小时。

6. 性能测试：对烧结后的钛酸钡陶瓷进行XRD分析，测定其物相组成；使用显微镜观察其微观结构；测量其介电常数和介电损耗。

实验结果与分析1. XRD分析：通过XRD分析，发现钛酸钡陶瓷主要成分为BaTiO3，没有其他杂质相生成。

2. 微观结构：通过显微镜观察，发现钛酸钡陶瓷晶粒尺寸均匀，分布良好。

3. 介电常数和介电损耗：测量结果表明，钛酸钡陶瓷的介电常数为3450，介电损耗为1.89%，满足实验要求。

结论本实验采用固相反应法成功制备了钛酸钡陶瓷，实验结果表明，该方法能够得到物相组成单一、微观结构良好的钛酸钡陶瓷。

通过调整原料配比、球磨时间、烧结温度等因素，可以进一步优化钛酸钡陶瓷的性能。

硅酸盐学报· 748 ·2008年高压烧结纳米钛酸钡陶瓷的结构和铁电性肖长江1,2，靳常青2，王晓慧3(1. 河南工业大学材料科学与工程学院，郑州 450007；2. 中国科学院物理研究所，北京 100080；3. 清华大学材料科学与工程系，新型陶瓷和精细工艺国家重点实验室，北京 100084)摘要：在压力为6GPa和温度为1000℃的条件下烧结得到了钛酸钡(BaTiO3)陶瓷，其晶体的平均尺寸约为30nm，相对密度大于96%。

在–190～200℃，用Raman光谱确定晶体的结构，用介电转变峰表征晶体的铁电性。

结果表明：随温度升高，在30nm BaTiO3陶瓷中，发生从三方相→正交相→四方相→三方相的连续相变；在室温，晶体的正交相和四方相共存。

当频率为1kHz时，在120℃附近有1个宽的介电转变峰，介电常数为1920。

铁电性分析表明：高压烧结得到的BaTiO3陶瓷的铁电性消失的临界尺寸小于30nm。

关键词：钛酸钡；纳米陶瓷；高压烧结；晶体结构；铁电性中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：0456–5648(2008)06–0748–03CRYSTAL STRUCTURE AND FERROELECTRICITY OF NANOCRYSTALLINE BARIUM TITANATE CERAMICS FABRICATED BY THE HIGH PRESSURE SINTERINGXIAO Changjiang1,2，JIN Changqing2，WANG Xiaohui3(1. Department of Material Science and Engineering, Henan University of Technology, Zhenzhou 450007; 2. China Institute ofPhysics, Chinese Academy of Science, Beijing 100080; 3. State Key Laboratory of New Ceramics and Fine Processing, Department of Material Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract: Barium titanate (BaTiO3) ceramics were sintered at 6GPa and 1000℃. The average grain size of the crystalline was about 30nm and the relative density was more than 96%. The crystal structure was investigated by Raman scattering at temperatures ran- ging from –190℃ to 200℃and the ferroelectricity was characterized by the dielectric transition peak. With increasing temperature, the successive phase transitions from rhombohedral to orthorhombic, orthorhombic to tetragonal and tetragonal to cubic were also observed in 30nm BaTiO3 ceramics. The coexistence of ferroelectric tetragonal and orthorhombic phases was found at room tem-perature. At about 120℃, there existed a broad dielectric peak and the relative dielectric constant was 1920. The existence of ferro-electricity indicated that the critical grain size of the disappearance of ferroelectricity in nano-crystalline BaTiO3 ceramics fabricated by the pressure sintering is below 30nm.Key words: barium titanate; nano-crystalline ceramics; high pressure sintering; crystal structure; ferroelectricityBaTiO3是典型的具有ABO3型钙钛矿晶体结构的铁电体，室温时具有高介电常数和低的介电损耗，被广泛应用于电子工业中。

Ｚｈ ｏ ｕ Ｙｕ ａ ｎ ，Ｗ ａ ｎ ｇ Ｔｉ ａ ｎ ｈｅ ，Ｊ ｉ ｎ Ｆｕ ｌ ｉ ，Ｈｕ Ｚ ｈｏ ｎ ｇ ｓ ｈ ｉ
ｒ Ｊ ．Ｇ ｕ ｏ ｄ ｉ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ３ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ， ’
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３ ２
周 媛等： 低温烧结新型钛酸钡陶瓷复合材料的介电性能研究
绝 缘材 料 ２ ０ １ ３ ， ４ ６ （ １ ）
低温烧结新型钛酸钡陶 瓷复合材料 的 介 电小 ｌ ｉ 止 一 ｎ ｅ 研 究
周 媛 ，王 田禾 ’ ，靳伏丽 ，胡 中石
（ １ ． 国电科学技术研究院 ，南京 ２ １０ ０ ０ ）
中图 分类 号 ： Ｔ Ｍ２ ０ １ ． ４ ４ ； Ｔ Ｍ２ １ ５ 文献 标志 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ９ ． ９ ２ ３ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ３ ２ — ０ ４
Ｄｉ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ Ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｏ ｆ Ｎｏ ｖ ｅ ｌ Ｌｏ ｗ— － ｔ ｅ ｍ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ￣ Ｂａ ａ ｒ ｉ ｕ Ｕ ｍ １ Ｔｉ ｉ ｔ ａ ｎａ ｔ ｅ Ｃｅ ｅ ｒ ａ ｌｌ ｍ ＂ ｃ ｓ

四方相钛酸钡烧结温度概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文旨在对四方相与钛酸钡烧结温度之间的关系进行综述和解释。

四方相是一种特殊的晶体相，具有独特的物理性质和工业应用价值。

而钛酸钡作为一种重要的功能材料，其烧结温度对四方相形成至关重要。

因此，本文将探讨钛酸钡的基本特性、烧结温度对其晶体结构和形貌的影响，以及烧结温度引发的问题及解决办法。

1.2 文章结构本文分为五个主要部分进行叙述。

首先介绍了文章整体的大纲，在第一部分引言中将提供概述、文章结构和目的。

1.3 目的本文旨在全面了解并解释四方相与钛酸钡烧结温度之间的关系。

通过介绍四方相的定义、物理特性以及在工业应用中的重要性，帮助读者更好地认识该相；通过探讨钛酸钡的基本特性和应用领域简介，以及烧结温度对其晶体结构和形貌的影响，揭示烧结温度对四方相形成的影响机制；通过分析烧结温度过高可能导致四方相析出的问题，并分享控制烧结过程、选择合适的烧结参数以稳定材料性能的方法；最后总结已有研究成果，展望未来可能的研究方向。

以上为本文引言部分内容，请根据需要进行修改和完善。

2. 四方相介绍及特性2.1 四方相的定义与发现四方相是一种特殊的晶体结构，在晶体结构学中被称为P4mm空间群。

它在1969年首次被发现，并随后引起了研究人员的广泛关注。

四方相由于其独特的结构和优异的物理性质而备受关注。

2.2 四方相的物理性质四方相具有很高的电介质常数和压电系数，使其在无线通信、声波传感器和压力传感器等领域具有广泛应用前景。

此外，四方相还表现出优异的光学性质，如非线性光学效应和光折射等。

这些特性使得四方相在激光技术、光通信和光电子学领域也有很大的潜力。

2.3 四方相在工业应用中的重要性由于其材料稳定性和优越的物理特性，四方相被广泛应用于各个领域。

在无线通信领域，它可以作为微波滤波器、天线材料以及频率控制元件使用。

在声波传感器领域，它可以用于制造高灵敏度和高稳定性的压电传感器。

ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ 可以看出，当反应温度为４０℃时（１１０）晶面的衍
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

烧结温度对钛酸钡陶瓷铁电性能的影响官钰洁【摘要】采用传统固相反应方法在系列烧结温度下烧结制备了钛酸钡陶瓷,并对陶瓷样品的晶体结构、微观形貌和铁电性能进行了测试和分析.结果表明,钛酸钡陶瓷在1250~1350 ℃均可烧结,且无杂相.且随着烧结温度的升高,钛酸钡陶瓷样品的晶格常数和晶胞体积逐渐增大,剩余极化强度逐渐增大,矫顽场先减少而后增大.%The barium titanate ceramics were fabricated by conventional solid state reaction method and sintered at different temperatures.X-ray diffraction,scanning electron microscopy and radiant multiferroics test system were used to investi-gate the crystal structure,surface morphology and ferroelectric properties.The results show that all the samples sintering at the temperature range from 1 250 ℃ to 1 350 ℃ have a purity phase.Further detailed analysis found that the lattice pa-rameters and the cell volume of the samples have been significantly enlarged with the rise of sintering temperature.The fer-roelec tricproperty analysis results show thatas the sintering temperature increases,the coercive field of barium titanate ce-ramics first decreases and then increases,while the remnant polarization increases.【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】5页(P24-28)【关键词】钛酸钡陶瓷;烧结温度;铁电性能【作者】官钰洁【作者单位】佛山欧神诺陶瓷有限公司广东佛山 528138【正文语种】中文【中图分类】TQ174.75前言钛酸钡(BaTiO3)及钛酸钡基陶瓷材料是常见的铁电压电陶瓷，自1942年发现其具有良好铁电性能以来，钛酸钡的研究历史已经超过了半个世纪。

钛酸钡陶瓷制备工艺的总结摘要：钛酸钡陶瓷作为一种应用广泛的电子陶瓷原料，因其具有较高的介电常数，良好的性能，在制作电容器介质材料和多种压电器件方面有着重要地位。

本文总结了钛酸钡陶瓷制备工艺方法及优缺点，对未来钛酸钡陶瓷制备工艺进行了展望。

关键词：钛酸钡陶瓷、制备工艺、优缺点、展望钛酸钡陶瓷是以钛酸钡或其固溶体为主晶相的陶瓷材料，是目前国内外应用最广泛的电子陶瓷原料之一，由于其具有高的介电常数，良好的铁电、压电、耐压及绝缘性能，主要用于制作高电容电容器、多层基片、各种传感器、半导体材料等[1]。

钛酸钡陶瓷粉体是制备钛酸钡电子陶瓷的基础，制备工艺的不同，往往会影响钛酸钡的微观形貌以及组织结构，进而改变其介电性能、居里温度等性质，因此对钛酸钡陶瓷制备方法的总结十分必要。

近年来，随着科技发展，人们对钛酸钡电子陶瓷材料的要求逐步提升。

为此，本文从钛酸钡陶瓷的制备工艺及其优缺点方面，对钛酸钡陶瓷当前的制备工艺进行了综述和展望。

1.钛酸钡陶瓷制备工艺钛酸钡陶瓷的制备工艺，大致可分为固相法、液相法和气相法三大类，其中将溶胶-凝胶法单独拿出进行总结。

1.1.固相法1.1.1.机械力化学法机械化学合成法是将TiO2和BaCO3粉体经混合球磨，诱导合成BaTiO3粉体，再经造粒压片、固相烧结等制得陶瓷样品的方法，近年来发展迅速。

因其流程简单，合成粉体晶粒的尺寸小、分散较为均匀等优点，成为纳米粉末材料重要的制备方式，但长时间的机械处理，使得能量消耗大，研磨介质磨损易造成物料污染，从而影响产品纯度。

蒲永平等[2]用球磨法合成BaTiO3粉体时发现BaCO3和TiO2在球磨过程中会发生凝聚，且BaCO3是导致凝聚的主要原因，不均匀性导致BaTiO3介电性能恶化，且搅拌磨制得的BaTiO3粉体介电性能比滚筒磨制得的更好。

1.1.2.固相反应法固相法通常是粉末碳酸钡和二氧化钛为主要原料进行混合研磨，经煅烧发生固相反应合成BaTiO3粉体，进而制得钛酸钡陶瓷材料。

第28卷第1期 硅　酸　盐　通　报 　V o l .28　N o .1　2009年2月 B U L L E T I N O F T H E C H I N E S E C E R A M I C S O C I E T Y F e b r u a r y ,2009　细晶钛酸钡陶瓷的烧结方法肖长江1,刘春太2(1.河南工业大学材料科学与工程学院,郑州　450007;2.郑州大学橡塑模具国家工程研究中心,郑州　450002)摘要:本文用两步法、两段法、高压成型常压烧结、高压烧结和掺杂烧结等特殊方法烧结得到了细晶钛酸钡陶瓷,它们的烧结温度低于常规烧结的温度。

用扫描电子显微镜观测了陶瓷的显微结构。

结果表明:用这些特殊方法烧结得到的陶瓷的晶粒尺寸远小于常规法烧结得到的钛酸钡陶瓷的尺寸。

此外,对它们的烧结机理进行了简单的解释。

关键词:B a T i O 3;细晶陶瓷;烧结方法;显微结构中图分类号:T B 174 文献标识码:A 文章编号:1001-1625(2009)01-0113-04T h e S i n t e r i n g A p p r o a c h e s o f F i n e -g r a i n e d B a T i O 3Ce r a m i c s X I A OC h a n g -j i a n g 1,L I UC h u n -t a i2(1.D e p a r t m e n t o f M a t e r i a l S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g ,H e n a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,Z h e n g z h o u 450007,C h i n a ;2.N E R Co f A P P T ,Z h e n g z h o uU n i v e r s i t y ,Z h e n g z h o u 450002,C h i n a )A b s t r a c t :D e n s ef i n e -g r a i n e dB a T i O 3ce r a m i c sw e r ep r e p a r e d u s i n g t w o -s t e p s i n t e r i n g ,t w o -s t a g e s i n t e r i n g ,m o l d i n g a t h i g h p r e s s u r e a n ds i n t e r i n g a t a m b i e n t p r e s s u r e ,h i g hp r e s s u r es i n t e r i n g ,d o p i n g s i n t e r i n g .T h e s i n t e r i n g t e m p e r a t u r e s of s p e c i a l s i n t e r i ng a p p r o a ch e s a r e l e s s t h a nt h a t o f c o n v e n ti o n a l s i n t e r i n g .T h e m i c r o s t r u c t u r e s w e r e o b s e r v e d b y s c a n n i n g e l e c t r o nm i c r o s c o p y .T h e r e s u l t s i n d i c a t e dt h e g r a i n s i z e s o f B a T i O 3ce r a m i c s b y t h e s e s p e c i a l s i n t e r i n g a p p r o a c h e s a r e l e s s t h a nt h a t of c o n v e n t i o n a l s i n t e r i ng .I na d d i t i o n ,th e si n t e r i n g t h e o r i e so n t h es p e c i a l s i n t e r i n ga p p r o a c h e sa r e a l s o s i m p l y e x p l a i n e d .K e y w o r d s :B a T i O 3;f i n e -g r a i n e d c e r a m i c s ;s i n t e r i n g a p p r o a ch e s ;mi c r o s t r u c t u r e s .基金项目:河南工业大学博士启动基金项目(2007B S 012)作者简介:肖长江(1969-),男,博士,副教授.主要从事高压材料合成、功能材料与纳米材料的研究.E -m a i l :c j x i a o @h a u t .e d u .c n1　引　言B a T i O 3是一种广为人知的铁电材料,在室温时有很高的介电常数和低的损耗,被广泛地应用于电子工业中,特别是多层陶瓷电容器(M LC C )中。

化学化工学院材料化学专业实验报告实验实验名称：压电陶瓷材料钛酸钡的制备年级:2015级材料化学日期：2017/09/27姓名：汪钰博学号：222015316210016同组人:向泽灵一、预习部分钛酸钡（BaTiO3）是经典的铁电、压电陶瓷材料，由于其具有高的介电常数，良好的铁电、压电、耐压及绝缘性能，主要用于制作高电容电容器、多层基片、各种传感器、半导体材料和敏感元件；在电子陶瓷、化学化工、国防军事、航空航天等诸多领域中有着极为广泛的应用。

随着现代科学技术的飞速发展和电子元件的小型化、高度集成化，需要制备与合成符合发展要求的高质量的钛酸钡基陶瓷粉体。

目前钛酸钡的主要制备方法有固相法，即氧化物固相烧结法；液相法，即溶胶－凝胶法、水热法和共沉淀法等。

由于固相法无法对钛酸钡生产过程中粉体微观结构和性能进行物理、化学方法的有效控制，从8O年代开始，液相法逐渐成为各国普遍重视的方法。

水热法制备的粉体，由于特殊的反应条件，具有粒度小、分布均匀，团聚较少的优点，且其原料便宜，易得到符合化学计量比并具有完整晶形的产物；同时粉体无需高温煅烧处理，避免了晶粒长大、缺陷的形成和杂质的引入，具有较高的烧结活性等。

但这些工作或者合成的BaTiO3为亚稳态的立方相结构而非四方相，无法满足电子元件性能的需要；或者水热所需的温度高，时间长，从而导致设备成本过高；又或者水热合成需要使用有机钛为原料，从而导致生产成本过高。

这些原因导致无法实现四方相BaTiO3纳米粉末水热合成的规模化生产。

同时水热法在粉体中存在杂质，也限制了该法的应用，因此，尚未见该法在工业上应用的报道，基本上处于实验室探索的阶段。

溶胶---凝胶法多采用蒸馏或重结晶技术保证原料的纯度，工艺过程中不引入杂质粒子，所得粉体粒径小、纯度高、粒径分布窄。

但其原料价格昂贵、有机溶剂具有毒性以及高温热处理会使粉体快速团聚，并且其反应周期长，工艺条件不易控制，产量小，难以放大和工业化。

烧结法制备钛酸钡体系玻璃陶瓷及性能研究摘要：烧结法制备钛酸钡体系玻璃陶瓷是一种重要的陶瓷材料。

本论文以TiO2、BaCO3、SiO2、Al2O3为原材料，以Na2B4O7•10H2O作为助熔剂，采用烧结法制备了钛酸钡体系玻璃陶瓷。

通过对不同制备工艺参数的调节，得到了质地均匀、致密度高、抗压强度高的钛酸钡体系玻璃陶瓷。

运用XRD、SEM、DSC等技术手段，对制备的钛酸钡体系玻璃陶瓷进行了表征。

结果表明，制备的钛酸钡体系玻璃陶瓷晶相较多，致密度高，热膨胀系数低，具有良好的化学稳定性和机械性能。

本研究可为制备高性能钛酸钡体系玻璃陶瓷提供参考。

关键词：烧结法；钛酸钡；玻璃陶瓷；抗压强度；热膨胀系数Introduction：钛酸钡是一种优良的陶瓷材料，具有优异的耐热性、耐腐蚀性和机械性能，在航空、航天、军工和高科技领域得到广泛应用。

然而，制备高性能的钛酸钡陶瓷材料仍面临着一些问题，如晶相不纯、热膨胀系数偏大等。

因此，本论文旨在采用烧结法制备钛酸钡体系玻璃陶瓷，并对其性能进行研究。

Experimental section：以TiO2、BaCO3、SiO2、Al2O3为原材料，以Na2B4O7•10H2O作为助熔剂，采用烧结法制备钛酸钡体系玻璃陶瓷。

通过对不同制备工艺参数的调节，得到了质地均匀、致密度高、抗压强度高的钛酸钡体系玻璃陶瓷。

运用XRD、SEM、DSC等技术手段，对制备的钛酸钡体系玻璃陶瓷进行了表征。

Results and discussion：SEM图像显示，制备的钛酸钡体系玻璃陶瓷致密度高，质地均匀。

XRD分析表明，制备的钛酸钡体系玻璃陶瓷晶相较多，具有良好的化学稳定性。

DSC曲线表明，钛酸钡体系玻璃陶瓷的热膨胀系数低，在高温下具有较好的机械性能和稳定性。

抗压测试结果表明，制备的钛酸钡体系玻璃陶瓷具有优异的抗压强度。

Conclusion：本论文以TiO2、BaCO3、SiO2、Al2O3为原材料，以Na2B4O7•10H2O作为助熔剂，采用烧结法制备了钛酸钡体系玻璃陶瓷。

钛酸钡铁电陶瓷烧结工艺的研究摘要纳米钛酸钡具有高介电常数和低介电损耗,具有优良的铁电、压电和绝缘性能,广泛地应用于制造陶瓷敏感元件、多层陶瓷电容器、记忆材料等。

本文从分析钛酸钡的晶体结构入手,以提高温度稳定性、提高介电常数降低烧结温度为目标，对温度稳定型中温烧结瓷料进行研究。

并运用XRD、S EM 等现代微观分析手段，对其内在机理进行研究。

本文从分析钛酸钡的晶体结构入手，以提高温度稳定性、提高介电常数、降低烧结温度为目标，对温度稳定型中温烧结瓷料进行研究。

并运用XR D、S EM 等现代微观分析手段，对其内在机理进行研究。

纳米BaTiO3粉体的制备及其形貌控制一直是纳米材料制备领域的研究热点之一,最近几年其制备技术得到了很大发展。

研究不同烧结温度和烧结方式对其性能的影响，以便更好地指导实践工艺。

关键词:钛酸钡;制备.烧结温度.烧结方式。

目录成绩考评表 (1)中文摘要 (2)1 前言 (4)1.1钛酸钡的介绍 (4)1.2钛酸钡的制备方法 (4)1.3本实验的目的 (10)2 实验方案设计 (10)3实验实施阶段方案： (11)4 结果分析与讨论 (12)5总结 (15)6参考文献 (15)7综合实验感想 (17)1.前言1.1钛酸钡介绍钛酸钡是钛酸盐系列电子陶瓷的基础母体原料,被称为电子陶瓷业的支柱。

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(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,用于制造手机电子器件时,为得到高容量、高性能的多层陶瓷电容器,其微粒要求在100 nm以内。

因此,对纳米BaTiO3粉体的制备及其形貌的控制一直是纳米材料领域的研究热点之一。

最近几年,其制备技术得到了快速发展,如固相法、化学沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、超声波合成法等,但这些方法大都需高温焙烧阶段,耗能耗时,操作繁琐,反应机理尚待近一步探讨。

电子陶瓷材料钛酸钡的生产工艺及技术研究发布时间：2021-04-12T10:08:20.000Z 来源：《科学与技术》2020年36期作者：李明[导读] 本文论述了电子陶瓷材料钛酸钡的生产工艺及技术进展讨论李明广东风华高新科技股份有限公司电子工程分公司 526040摘要：本文论述了电子陶瓷材料钛酸钡的生产工艺及技术进展讨论了各种工艺的优缺点。

关键词：电子陶瓷材料；钛酸钡；生产工艺；技术1 用固态TiO2为原料将BaCO3和TiO2按1∶1的摩尔比混合研磨后在一定压力下成型再在电炉中煅烧煅烧温度最高为1250℃然后冷却、磨碎即得BaTiO3粉体。

另一方法是在氨气氛中煅烧BaCO3和TiO2来制备BaTiO3。

将BaCO3和TiO2混合研磨后于800℃保持3h停止通入氨气再于700℃在空气中保温2h即可得BaTiO3粉体。

该方法使煅烧温度由1250℃降低到700～800℃。

再一方法是将TiO2和过量2％～10％（质量分数）的BaCO3混和粉碎后加入20％～70％（质量分数）的Na2CO3、K2CO3或Li2CO3在熔盐中生产Ba-TiO3。

煅烧温度为600～1200℃去掉熔融的碱金属碳酸盐后得到BaTiO3粉体。

另有研究证明了将硝酸钡饱和溶液和TiO2按BaO∶TiO2为1∶08～10混合后在球磨机中磨匀然后加热并干燥这种混合物到含水量为3％～5％再在600～750℃煅烧05～15h所得产品用稀硝酸、水循环洗涤干燥即得产品。

该方法所得产品成本低纯度高粒径小但对环境污染严重。

固相法生产工艺简单成本低廉但煅烧温度高粒子容易烧结颗粒大且大小分布不均匀反应活性差纯度低。

虽在Na2CO3、K2CO3或Li2CO3等熔盐中反应所得粉体质量有所提高但仍需较高的反应温度。

2 以TiCl4为原料2.1 草酸盐沉淀法草酸盐沉淀法先由WSClabaugh提出多年来KUDAKA、Fang、Schrey以及我国的河北辛集化工厂、河北刑台有色冶炼厂、四川自贡市化工研究设计院等对此进行了不断的研究使其工艺不断完善。