空心钛酸钡的制备及其形成机理

吴亚丽，吴怡含，张瑞敏，史晓宇，董 鑫

（集宁师范学院化学与化工学院，内蒙古乌兰察布012000）

钛酸钡（BaTiO3）作为一种典型的钙钛矿，是制备电子陶瓷使用较为广泛的材料之一， 是铁电材料研究领域的热点［1-2］。 钛酸钡属于 ABO3类的多型晶体，主要有5 种晶体结构：六方相、立方相、四方相、斜方相和三方相， 并且其晶体结构会随温度变化而发生转变［3-4］。 近年来，由于空心钛酸钡具有较大的比表面积、高的介电常数、较低的介电损耗，同时具有机械和热稳定性， 广泛应用于多层陶瓷电容器（MLCC）、电光器件、热敏电阻器（PTCR）及其动态随机存储器（DRAM）［5-6］。 因此，如何简单高效地制备出粒径分布均匀的空心钛酸钡粉体， 已成为国内外研究的热点。

目前，制备钛酸钡粉体的方法有高温固相法［7］、溶胶凝胶法［8］、共沉淀法［9］、水热法［10］和气相法［11］等，其中高温固相法和水热法已经产业化。 由于水热法制得的粉体结晶度高、粉体团聚少、化学组分均匀、烧结活性高、能耗低、污染少，因此得到越来越多的重视。展红全等［12］以 TiO2和 Ba（OH）2为原料，NaOH为矿化剂，220 ℃下制备出形貌均匀、纯度较高的立方相钛酸钡粉体，粒径为80 nm，并且具有稳定的介电性能。 范海龙等［13］在 80 ℃、常压下水热合成钛酸钡粉体， 得出常压水热法合成的纳米钛酸钡为立方晶相，并且微波煅烧有利于小粒径、分散性好且均匀的钛酸钡纳米粉体的制备。

本文采用水热法，以 TiO2和 Ba（OH）2·8H2O 为原料，成功制备出粒径分布均匀、四方相的空心结构的钛酸钡粉体。 此外还详细探讨了反应过程中钛酸钡的形貌结构和晶型的变化， 在此基础上提出了一种空心钛酸钡的形成机理。……