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納米鈦酸鋇基電子陶瓷粉體的溶膠-凝膠自燃合成產(chǎn)業(yè)化

2021-04-11 00:00:00
云上高博會 http://www.g2h0uzv.xyz
關(guān)鍵詞: 鐵電陶瓷粉體
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所屬領(lǐng)域:
新材料及其應(yīng)用
項目成果/簡介:

鐵電陶瓷粉體及其集成器件的研究與開發(fā)是目前最為活躍的領(lǐng)域。大部分鐵電陶瓷是鈣鈦礦型復(fù)氧化物,其中最為重要的是BaTiO3基氧化物陶瓷。BaTiO3是在第二次世界大戰(zhàn)的1942年到1945年間,由美國、蘇聯(lián)、日本各自發(fā)現(xiàn)的高介電常數(shù)、強介電體的材料。由于其具有優(yōu)越的介電、壓電、鐵電性能,被廣泛應(yīng)用于制備各種陶瓷電容器、微波器件、鐵電存儲器、溫度傳感器、非線性變阻器、熱敏電阻、超聲波振子、蜂窩狀發(fā)熱體等電子器件。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和電子元件的小型化、高度集成化,需要制備與合成符合發(fā)展要求的高質(zhì)量的鈦酸鋇基陶瓷粉體。納米BaTiO3基電子陶瓷具有獨特的絕緣性、壓電性、介電性、熱釋電性和半導(dǎo)體性為元器件的小型化、集成化帶來可能,大大提高了產(chǎn)品的附加值和市場競爭力。如采用納米BaTiO3粉末制多層電容器,可以顯著減薄每層厚度增加層數(shù),從而大大提高電容量和減小體積。因此,低成本合成鈦酸鋇基納米陶瓷粉體對我國信息產(chǎn)業(yè)、電子工業(yè)等的發(fā)展具有重要的意義。

溶膠-凝膠自燃合成(Sol-gel Autoignition Synthesis,SAS)是九十年代伴隨著高溫燃燒合成的深入研究和超純、超細氧化物陶瓷的制備而出現(xiàn)的一種低成本制備與合成單一氧化物和復(fù)雜氧化物的技術(shù)。它是指有機鹽凝膠或有機鹽與金屬硝酸鹽在加熱過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng),燃燒產(chǎn)生大量氣體,可自我維持并合成所需燃燒產(chǎn)物的材料合成工藝。它的主要的特點有以下幾點:(1):燃燒體系的點火溫度低(150℃-200℃),一般為有機物的分解溫度;(2):燃燒火焰溫度較低(1000℃-1400℃),燃燒時產(chǎn)生大量氣體,可獲得具有高比表面積的陶瓷粉體。高溫燃燒合成燃燒溫度一般高于1800℃,合成的粉體粒度較粗,而SLCS則可制得納米粉末;(3)各組分達到分子或原子水平的復(fù)合;(4):反應(yīng)迅速:燃燒合成一般在幾分鐘內(nèi)完成;(5)所合成的粉體疏松多孔,分散性良好;(6):耗能低;(7):所用設(shè)備和工藝簡單、投資?。?8):自凈化:由于原料中的有害雜質(zhì)在燃燒合成過程中能揮發(fā)逸出,所以產(chǎn)品純度易于提高。

本項目申請者采用SAS技術(shù)已經(jīng)成功地合成了粒度達70nm左右的BaTiO3陶瓷粉體。

廣泛應(yīng)用于制備各種陶瓷電容器、微波器件、鐵電存儲器、溫度傳感器、非線性變阻器、熱敏電阻、超聲波振子、蜂窩狀發(fā)熱體等電子器件。

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