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Préparation de la matière première électronique de la céramique piézotique par méthode en phase solide - - poudre de titanate de barium

Nombre Parcourir:0     auteur:Éditeur du site     publier Temps: 2020-04-21      origine:Propulsé

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Barium Titanate est la matière première de base de l'électronicpiezoceramics et le pilier de l'industrie électronique des céramiques. Le titanate de baryum a une constante diélectrique élevée et de faibles caractéristiques de perte diélectrique ainsi que d'excellentes propriétés ferroélectriques, piézoélectriques, de tension et d'isolation, de sorte qu'elle est largement utilisée dans la fabrication de composants de cycle en céramique piezoélectrique, en particulier les thermistances PTC. Condensateurs en céramique multicouche (MLCC), condensateurs de couche de limite de grain, éléments thermoélectriques, céramiques piézoélectriques, sonar, capteurs, panneaux d'affichage électro-optiques, matériaux composites à base de polymère et revêtements.


Le titanate de baryum a d'abord été synthétisé par la méthode de phase solide. Dès que la ferroélectricité du titanate de baryum a été découverte dans les années 40, des pays comme l'Allemagne, le Japon et les États-Unis ont adopté la méthode de phase solide pour synthétiser la poudre de titanate de baryum. Par conséquent, on peut dire que la méthode de phase solide est la première méthode de la synthèse de la poudre de titanate de baryum. Après près de 80 ans, la méthode Solidphase a été largement et profondément étudiée et appliquée, et les méthodes de synthèse sont également diverses, qui peuvent être divisées en méthode traditionnelle en phase solide, méthode de fraisage à billes à haute énergie et méthode de combustion.


(1) Méthode de phase solide traditionnelle La méthode traditionnelle en phase solide utilise le carbonate de baryum et le dioxyde de titane comme matières premières et effectue une réaction de calcination à haute température à long terme (environ 1000 ° C) pour générer un titanate de baryum et obtient enfin le produit fini à travers un processus d'écrasement et de broyage. L'équation de réaction est la suivante: BACO3 + TIO2 → BATIO3 + CO2 Le processus de phase solide traditionnelle est simple et mature, l'équipement est fiable, le traitement des matières premières est bon marché et il a été la principale méthode synthétique du barium industriel pour un titanate pour un longue durée. Jusqu'à présent, une grande partie de la synthèse des poudres de titanate de baryum supérieures à 200 nm est réalisée par la méthode en phase solide.
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(2) Méthode de billes à haute énergie Méthode de bille à énergie élevée est également une méthode couramment utilisée dans la synthèse en phase solide ces dernières années. Cette méthode utilise pleinement l'effet mécanique de l'énergie mécanique dans le processus de fraisage à billes à haute énergie, ce qui fait que la matière première subit une série de changements physiques et chimiques tout en raffinant rapidement, ce qui provoque divers défauts dans la structure cristalline de la structure cristalline de La matière première et améliore considérablement l'activité chimique de la matière première. Ce qui, en compositations annexes en phase solide, entraîne des réactions en phase solide à température normale ou à basse température entre les composants. La méthode de fraisage à billes à haute énergie a commencé dans les années 1970, en utilisant 1-5 μm de BAO et 2-4 μm TiO2 comme matières premières de réaction, et en utilisant des boules de zircone comme milieu de broyage à billes pendant 4h pour obtenir de la poudre de titanate de baryum avec une taille de grain de 20 -50 nm. TEM Photograph de la poudre de barium titanate obtenue par Ball Milling Bao et TiO2 pour 4H

23RRQB0 (G3ZP5SJZMT2JWF(3) Méthode de synthèse à haute température auto-copie La méthode de synthèse à haute température auto-copier (SHS pour court-circuit) est une méthode de synthèse de la poudre en utilisant l'auto-chauffage et l'auto-conduction de la chaleur de réaction chimique entre les réactifs. Une fois le réactif enflammé, la combustion se propage automatiquement à la zone non réagi jusqu'à ce que la réaction soit terminée. L'ensemble du processus n'a pas besoin de fournir d'énergie autre que l'énergie du contact initial, donc la consommation d'énergie est faible. La réaction peut utiliser le peroxyde de baryum Bao2 et la réaction en métal Ti ou TiO2, l'équation est indiquée ci-dessous: Bao2 + Ti + 1 / 2O2 → BATIO32BAO2 + TIO2 + 1 / 2TI → 2BATIO3 Les avantages de SHS sont une faible consommation d'énergie, un processus simple et élevé et élevé Efficacité de production, mais le plus gros problème est qu'il est difficile de contrôler la réaction une fois que les réactifs sont enflammés, et la réaction est effectuée à une température très élevée. Les particules de diamètre en poudre résultantes sont dans l'ordre des micromètres, et comme les matières premières utilisées ne peuvent pas être mélangées au niveau atomique, la pureté du produit de réaction n'est pas élevée. (4) Méthode de synthèse de combustion à basse température La méthode de synthèse de combustion à basse température (abrégée en LCS) est relativement proposée avec la méthode de synthèse à haute température (SHS), qui est une méthode de synthèse combinant SHS avec la méthode chimique humide. LCS exige que les matières premières soient nitrées ou solubles. La réaction de combustion est effectuée sur une plaque chauffante ou dans un four à moufle. La température de réaction peut être effectuée à 500 ° C ou plus bas. La poudre Batio3 a été synthétisée par une combustion à basse température de divers sels de baryum et carburants biologiques. L'image TEM est montrée sur la figure.


TEM Photographie de la poudre de titanate de baryum préparée par synthèse de combustion à basse température

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En résumé, la méthode de phase solide présente les avantages d'un processus simple et d'un équipement fiable. Cependant, la méthode de phase solide nécessite souvent une température de réaction plus élevée ou une température de traitement thermique, il est donc plus difficile d'obtenir des nanocristaux ultrafines. De plus, la composition chimique de la poudre synthétisée par la méthode de phase solide n'est pas uniforme, ce qui affecte les performances du transducteur annulaire piézoélectrique fritté; Il est difficile d'obtenir une phase cristalline batio3 pure et la pureté de poudre est faible. En raison de la faible qualité de la poudre Batio3 préparée par une méthode de phase solide, il n'est généralement utilisé que pour fabriquer des produits avec des exigences de performances techniques plus faibles. Bien que la recherche sur le solide

La méthode de phase a déjà franchi les limites de la méthode traditionnelle, mais en raison de certains problèmes inhérents à la réaction en phase solide, les conditions ne sont pas faciles à contrôler et l'étude est plus compliquée. Le système n'a pas obtenu suffisamment de résultats.


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