[发明专利]一种制备三氧化二钛材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备三氧化二钛材料的方法。

背景技术

掺钛蓝宝石（Ti：Al₂O₃）是用于制造固态调谐激光器的基本原材料，它能在形成很短的脉冲，噪声仅为可调谐染料激光器的十分之一，在遥感测量、激光雷达、潜艇通讯等方面有着广泛的应用。而掺钛蓝宝石（Ti：Al₂O₃）制备所需的基本原料为具有还原性的三氧化二钛。目前，制备三氧化二钛的方法主要是在四氯化钛存在的条件下，用氢直接还原二氧化钛以制备三氧化二钛。这些方法，过程复杂，并含有易挥发物质四氯化钛。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术的不足，提供一种能有效节省工艺步骤，减少恢复性有害物质四氯化钛的使用，即能降低成本，又减轻对环境污染的通过一步反应直接制备三氧化二钛材料的方法。

一种制备三氧化二钛材料的方法，其特征在于其制备过程以二氧化钛和石墨粉为基本原料，通过热还原反应进行制备。

本发明的一种制备三氧化二钛材料的方法，其特征在于所述的热还原反应过程中加入碳化钛作为抑制剂。

本发明的一种制备三氧化二钛材料的方法，其特征在于所述的所述的热还原反应过程中，二氧化钛与石墨粉按照质量比为5:1～５：３进行配比。

本发明的一种制备三氧化二钛材料的方法，其特征在于所述的热还原反应过程中加入碳化钛作为抑制剂，加入质量比为0.001%～10%的碳化钛。

本发明的一种制备三氧化二钛材料的方法，其特征在于所述的热还原反应是反应物料均匀混合，压制成坯料，再在800～2000℃温度，进行热还原反应1-20小时。

本发明的一种制备三氧化二钛材料的方法，其特征在于所述的热还原反应在真空度为100Pa以下或者氮气气氛下或者氩气气氛下进行。

本发明的一种制备三氧化二钛材料的方法，以二氧化钛和石墨粉为基本原料，通过热还原反应制备三氧化二钛材料。反应过程通过添加抑制剂，通过一步热还原反应制备了三氧化二钛，简化了制备工艺，降低了对环境的侵害，具有广泛的社会效益与环境效益。

具体实施方式

一种制备三氧化二钛材料的方法，以二氧化钛和石墨粉为基本原料，通过高温热还原法进行制备，在还原过程中加入碳化钛作为抑制剂。反应过程二氧化钛与石墨粉按照质量比为5:1～５：３进行配比，同时加入质量比为0.001%～10%的碳化钛作为抑制剂，制备时将指定计量比的无良均匀混合，压制成坯料，热还原反应温度为800～2000℃,在真空度为100Pa以下或者氮气气氛下或者氩气气氛下，反应时间为1-20小时。

实施例1 

选用二氧化钛、石墨粉、碳化钛为材料，称取500克二氧化钛粉，称取100克石墨粉（按照质量比５:１），同时加入30克（质量比5%）碳化钛，经过球磨机充分混合后，用压力机压制成坯，然后在10Pa的真空条件下，在1200℃，烧结4小时后，成功制备三氧化二钛。

实施例2 

选用二氧化钛、石墨粉、碳化钛为材料，称取500克二氧化钛粉，称取200克石墨粉（按照质量比５:2），同时加入7克（质量比1%）碳化钛，经过球磨机充分混合后，用压力机压制成坯，然后在氩气气氛下，在1600℃，烧结2小时后，成功制备三氧化二钛。

实施例3 

选用二氧化钛、石墨粉、碳化钛为材料，称取500克二氧化钛粉，称取300克石墨粉（按照质量比５:3），同时加入0.8克（质量比0.1%）碳化钛，经过球磨机充分混合后，用压力机压制成坯，然后在氩气气氛下，在1980℃，烧结18小时后，成功制备三氧化二钛。

实施例4 

选用二氧化钛、石墨粉、碳化钛为材料，称取500克二氧化钛粉，称取150克石墨粉（按照质量比５:1.5），同时加入0.65克（质量比0.1%）碳化钛，经过球磨机充分混合后，用压力机压制成坯，然后在氮气气氛下，在1980℃，烧结18小时后，成功制备三氧化二钛。

实施例5 

选用二氧化钛、石墨粉、碳化钛为材料，称取500克二氧化钛粉，称取250克石墨粉（按照质量比５:2.5），同时加入75克（质量比10%）碳化钛，经过球磨机充分混合后，用压力机压制成坯，然后在氮气气氛下，在800℃，烧结5小时后，成功制备三氧化二钛。