Приготовление электронного пьезой керамики сырье с помощью твердофазного метода-барайум титаната

Barium Titanate является основным сырью ElectronicPiezoceramics и столп электронной керамической промышленности. Титанат бария имеет высокую диэлектрическую постоянную и низкую диэлектрическую потерю, а также превосходные сегнетоэлектрические, пьезоэлектрические, противопоставленные свойства напряжения и изоляции, поэтому он широко используется при производстве компонентов Ppiezoelectric Ceramic Ring, особенно PTC. Многослойные керамические конденсаторы (MLCCS), конденсаторы пограничного слоя зерна, термоэлектрические элементы, пьезоэлектрическая керамика, сонар, датчики, электрооптические дисплеи, композитные материалы и покрытия на основе полимеров.

Barium Titanate был сначала синтезирован методом сплошной фазы. Еще в 1940 -х годах была обнаружена сегнетоэлектричество титаната бария, такие страны, как Германия, Япония и Соединенные Штаты, приняли метод сплошной фазы для синтеза титаната бария. Следовательно, можно сказать, что метод сплошной фазы является самым ранним методом в синтезе порошка титаната бария. Через почти 80 лет метод сплошнойфазы был тщательно и глубоко исследован и применяется, а методы синтеза также разнообразны, которые можно разделить на традиционный метод твердофазной фазы, метод высокоэнергетического фрезерования и метод сгорания.

(1) Традиционный метод твердой фазы Традиционный метод твердофазного использования использует карбонат бария и диоксид титана в качестве сырья и выполняет долгосрочную высокотемпературную (около 1000 ° C) реакцию кальцинирования для генерации титаната бария и, наконец, получает готовый продукт через процесс раздавливания и шлифования. Уравнение реакции выглядит следующим образом: Baco3 + Tio2 → Batio3 + CO2 Традиционный твердофазный процесс является простым и зрелым, оборудование надежно, обработка сырья дешевая, и это был основным синтетическим методом промышленного бария титаната для много времени. До сих пор большая часть синтеза титанатных порошков бария выше 200 нм осуществляется с помощью твердофазной метода.

(2) Высокоэнергетическая фрезеровая фрезеровая фрезеровая фрезеровая фрезерование также является методом, обычно используемым в твердофазном синтезе в последние годы. Этот метод в полной мере использует механический эффект механической энергии в процессе высокоэнергетического шарикового фрезерования, что заставляет сырье подвергаться серии физических и химических изменений при быстрое совершенствование, что вызывает различные дефекты в кристаллической структуре Сырье и значительно улучшает химическую активность сырья. Который в компонентах туманепоцерамического кольца приводит к нормальной температурной или низкотемпературной твердофазной реакции между компонентами. Высокоэнергетический метод измельчения шарика начался в 1970-х годах с использованием 1-5 мкм BAO и 2-4 мкм TiO2 в качестве реакционного сырья и с использованием циркония шариков в качестве шарикового измельчения в течение 4 часов для получения порошка титаната бария с размером зерна 20 -50 нм. Фотография TEM титаната бария, полученная с помощью шарикового фрезерования BAO и TIO2 в течение 4H

(3) Метод самоотверженного высокотемпературного синтеза, метод самопроотворяющегося высокотемпературного синтеза (SHS для коротких)-это метод синтеза порошка с использованием самогожигания и самоуничтожения тепла химической реакции между реагентами. После того, как реагент зажгнет, сгорание будет автоматически распространяться в непрореагированную область, пока реакция не будет завершена. Весь процесс не должен обеспечивать энергию, отличную от энергии начального зажигания, поэтому потребление энергии низкое. Реакция может использовать реакцию BAO2 и металлического Ti или TiO2, уравнение показано ниже: BAO2 + Ti + 1/2O2 → BATIO32BAO2 + TIO2 + 1 / 2TI → 2Batio3. Преимущества SHS - это низкое потребление энергии, простой процесс и высокий Эффективность производства, но самая большая проблема заключается в том, что трудно контролировать реакцию после того, как реагенты зажигаются, и реакция осуществляется при очень высокой температуре. Полученные частицы порошка диаметра находятся в порядке микрометров, а поскольку используемое сырье не может быть смешано на атомном уровне, чистота продукта реакции не высока. (4) Метод синтеза сжигания низкой температуры Метод синтеза сжигания с низким уровнем температуры (сокращается как LCS) относительно предложен с методом самопроизводительного высокотемпературного синтеза (SHS), который представляет собой метод синтеза, объединяющий SHS с помощью метода влажного химического. LCS требует, чтобы сырье было нитрированным или растворимым солями. Реакция сгорания проводится на горячей пластине или в муфельной печи. Температура реакции может быть выполнена при 500 ° С или ниже. Порошок BATIO3 синтезировали низкотемпературным сжиганием различных солей бария и органического топлива. Изображение ПЭМ показана на рисунке.

Фотография TEM титаната бария, приготовленная с помощью синтеза сжигания низкой температуры

Таким образом, метод сплошной фазы имеет преимущества простого процесса и надежного оборудования. Тем не менее, метод твердой фазы часто требует более высокой температуры реакции или температуры термической обработки, поэтому получить ультрадисменные нанокристаллы. Кроме того, химический состав порошка, синтезируемый методом сплошной фазы, не является однородным, что влияет на производительность спеченного пьезоэлектрического датчика кольца; Трудно получить чистую кристаллическую фазу Batio3, а чистота порошка низкая. Из -за низкого качества порошка Batio3, приготовленного методом сплошной фазы, он обычно используется только для того, чтобы производить продукты с более низкими требованиями технической производительности. Хотя исследование на твердости

Фазовый метод уже нарушил пределы традиционного метода, но из-за некоторых проблем, присущих реакции твердофазной фазы, условия нелегко контролировать, и исследование более сложное. Система не достигла достаточно хороших и хороших результатов.