[發明專利]一種自蔓延高溫合成制備高致密SrTiO3的方法

無效

• 申請號: 201110100882.5
• 申請日: 2011-04-21
• 公開（公告）號: CN102126854A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 張瑞珠;楊杰;譚群燕;齊新華;韋樂余;蘇萬山
• 申請（專利權）人: 華北水利水電學院
• 主分類號: C04B35/47
• 分類號: C04B35/47;C04B35/622
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 王瑞麗

技術領域

本發明屬于粉末冶金領域，用于制備難容金屬、金屬間化合物、陶瓷材料、超硬材料等，具體涉及一種自蔓延高溫合成制備高致密SrTiO₃的方法。

背景技術

自蔓延高溫合成（Self-propagation?High-temperature?Synthesis，簡寫SHS）是一種利用化學反應放熱使反應持續進行以合成新材料的新技術，它具有反應速度快、設備簡單、操作方便等優點。該技術自上世紀60年代以來得到了迅速的發展，并在工業生產中廣泛應用。

SHS技術的另一大特點是反應中產生大量的氣體，適合制備多孔材料，而要使反應得到致密材料，不僅取決于壓力的大小、加壓時間，還取決于其它工藝參數的選擇如壓坯密度、燃燒速度、燃燒時間等，因此，需要找到一種有效的制備高致密SrTiO₃的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自蔓延高溫合成制備高致密SrTiO₃的方法，采用的自蔓延高溫合成(SHS)?-加壓致密一體化技術制備的高密度（密度＞5.0g/cm³）SrTiO₃陶瓷材料，該方法具有反應快、使用設備簡單、操作方便等優點。

本發明采用以下技術方案：

一種自蔓延高溫合成制備高致密SrTiO₃的方法，包括如下步驟：

第一步，備料，原料采用CrO₃、Ti、SrO和TiO₂，將CrO₃、Ti、SrO和TiO₂按重量份2：3：4：1的比例備料，反應方程為：2CrO₃+3Ti+4SrO+TiO₂=4SrTiO₃+2Cr+Q；選用直徑小于70μm-150μm的原料，按上述比例混勻；

第二步，取20g-40g混合后的原料，放入模具中制成壓坯，壓坯密度為52%-57%；

第三步，把上述制備好的壓坯放入SHS-加壓致密裝置中，壓坯通過點火裝置引燃并開始反應，當燃燒時間為6～8s，燃燒速度為3～4mm/s時，施加160MPa～240?MPa的壓力，即可得到高致密SrTiO₃。

本發明的有益效果為：

1、SHS技術具有反應速度快、設備簡單、操作方便、節能等優點，采用SHS－加壓致密一體化技術可制備高密度的SrTiO₃陶瓷材料。

2、本發明采用的自蔓延(SHS)?-加壓致密一體化技術制備的高密度（密度＞5.0g/cm³）SrTiO₃陶瓷材料的工藝參數為：壓力：160MPa～240?MPa，壓坯密度：52%-57%，燃燒速度：3～4mm/s，燃燒時間為6～8s。

本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。

附圖說明：

圖1為SHS-加壓致密一體化裝置示意圖。

具體實施方式：

本發明采用SHS-加壓致密一體化技術合成制備高密度的SrTiO₃陶瓷材料，反應方程為：2CrO₃+3Ti+4SrO+TiO₂=4SrTiO₃+2Cr+Q?,按如下步驟進行：

第一步：備料，原料采用CrO₃、Ti、SrO和TiO₂，將CrO₃、Ti、SrO和TiO₂按重量份2：3：4：1的比例備料，選用直徑小于70μm-150μm的原料，按上述比例混勻；

第二步，取20g-40g混合后的原料，放入模具中制成壓坯，壓坯密度為52%-57%；

第三步，把上述制備好的壓坯放入SHS-加壓致密裝置中，壓坯通過點火裝置引燃并開始反應，同時放出大量的熱，反應絕熱溫度可達3200℃，使整個反應在液態下完成；當燃燒時間為6～8s，燃燒速度為3～4mm/s時，施加160MPa～240MPa的壓力，即可得到高致密SrTiO₃陶瓷材料（密度＞5.0g/cm³）。