[發(fā)明專利]鈦酸鍶球狀納米晶體的制備方法

有效

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• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109850938B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 任慶利;劉巖偉;張茂林;張志邈;胡啟航;權曌
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發(fā)明公開了一種鈦酸鍶球狀納米晶體的制備方法，主要解決傳統(tǒng)的鈦酸鍶制備方法復雜、容易產生雜質，鈦酸鍶粉體的純度和粒徑都很難達到要求的問題。其實現方案是：向配制好的鍶鈦混合溶液中加入兩性表面活性劑十二烷基二甲基胺乙內酯水溶液或椰油酰胺丙基甜菜堿水溶液，獲得兩性表面活性劑改性的鍶鈦混合溶液；然后向其加入制備好的氫氧化鈉溶液，獲得兩性表面活性劑改性的鍶鈦納米沉淀物；再對該納米沉淀物依次進行過濾、洗滌、干燥、研磨、烘干、燒結，得到鈦酸鍶球狀納米晶體。本發(fā)明制備操作要求簡單，制備周期短，適于工業(yè)化生產，樣品分散性好，不團聚，具備了晶界層電容器制備要求的特征，能廣泛應用在收音機、電視機、計算機電路中。

技術領域

本發(fā)明屬于化工材料技術領域，特別涉及一種鈦酸鍶球狀納米晶體制備方法，可用于光催化以及中高壓大容量陶瓷電容器、晶界層電容器、壓敏電阻器、PTC熱敏電阻器、多功能傳感器這些電子功能陶瓷材料和器件，也可用于各種微電子異質結構、微型傳感器、太陽能電池、多層陶瓷電容器和微型熱電器件這些微納米器件的前沿開發(fā)研究。

背景技術

鈦酸鍶是一種典型的鈣鈦礦型電子材料，具有獨特的化學性質和物理性質，即光催化和壓電性，鐵電性和高介電常數，由于其優(yōu)異的物理和化學性能，再加上其優(yōu)異的耐光腐蝕性、穩(wěn)定性和易于摻雜以控制電性能的因素，因而是一種非常有應用前景的光催化劑。鈦酸鍶作為一種重要的鈣鈦礦結構半導體，其帶隙約3.2eV，因此，其在各種微電子異質結構、氧傳感器、太陽能電池、多層電容器和熱電器件中有著廣闊的應用前景，越來越受到人們的關注，正在成為使用最為廣泛的鈣鈦礦型材料之一。

鈦酸鍶納米晶體的結構、尺寸和形貌等因素對材料的性能有重要影響，通過控制鈦酸鍶晶體生長過程可以調整其結構、尺寸和形貌。為了獲得具有不同優(yōu)異功能的鈦酸鍶納米材料，研究具有可控形態(tài)和粒徑大小的單分散鈦酸鍶納米晶體已引起廣泛關注。

近年來，納米技術的快速發(fā)展和納米材料的獨特性質為納米鈦酸鍶材料的發(fā)展帶來了新的機遇。隨著科技的發(fā)展，電子陶瓷元件在精度、可靠性、多功能和小型化等方面的需求日益增加。因此，高純度、超細、均勻鈦酸鍶晶體的制備和研究已成為一個活躍的領域。目前，制備納米鈦酸鍶的方法有很多，主要有：高溫固相法，水熱法，化學沉淀法，溶膠-凝膠法，微波法等，但大多都沒有形成工業(yè)化生產，國內需求的高品質SrTiO₃粉體均需要從國外進口，究其原因主要有以下不足：

1.納米鈦酸鍶特別容易出現“團聚”現象。

納米鈦酸鍶是一種顆粒十分微小的固體粉末材料，它的表面結構與普通鈦酸鍶相比都有所不同，因此它具有一些特殊的性質，如小尺寸效應和表面效應等。但與此同時，納米鈦酸鍶也表現出了較高的表面能，特別容易出現“團聚”現象，阻礙了其發(fā)展和應用。例如：高溫固相法制備過程需要非常高的能量，反應必須在高溫下進行，反應粒子尺寸大，粒度分布寬，固體混合比較困難，原料也不能夠完全反應，制得的粉體質量差，雜質含量較高，化學組成不單一；同時由于顆粒與具有寬尺寸分布的微米尺寸范圍的初級顆粒容易產生團聚，難以滿足一些高級電子功能陶瓷器件的需求。又如，微波合成法，其反應溫度高，容易造成晶粒尺寸偏大，易混雜，得不到純度高的粉體，表面活性差，易形成團聚體，反應進行不完全。

2.存在制備工藝復雜、工藝過程存在危險性、且對環(huán)境有危害、制備出試樣的結果有待提升、制備工藝周期太長的缺點。例如：