文档介绍：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:2220**********同组人:向泽灵
一、预习部分
钛酸钡（BaTiO3）是经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:2220**********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。
沉淀法，具有方法简单，材料成本低，设备投资少，在生产中可 以添加掺杂元素，直接制得某种配方的粉体原料，最适用于陶瓷元件 的制造。沉淀法是工业生产钛酸钡粉体较为广泛的一种方法，也是最 先商业化生产的方法。但该方法也存在一些缺点，如难以得到粒径很 小的纳米粉体，颗粒容易团聚，粒径分布宽，需要一定的后处理，合 成的粉体随着反应条件的微小变化，钛比钡波动较大，同时很容易引 入
BaCO3杂质，产品质量不稳定。本实验力求在低温下制备出钛酸钡 粉体，并对其产品质量进行分析。
二、实验部分
（一） 实验原理
本实验采用直接沉淀法制备BaTi O3,其反应方程为：
TiCl + HO ——> TiOCl + 2 HCl
4 2 2
TiOCl + BaCl + 4NaOH > BaTiO I +4NaCl + 2H O
2 2 3 2
该法最大的优点是可以直接得到结晶的BaTiO3,通过控制反应的 pH以及加入分散剂，可以控制产物得粒径，得到