[发明专利]固相反应法制备焦绿石结构Bi2

说明书

本发明公开了一种利用固相反应法制备焦绿石结构钛酸铋(Bi₂Ti₂O₇)陶瓷的方法，包括以下步骤：将适当过量的TiO₂与Bi₂O₃混合，在一定温度下预烧以后压片，再在合适的温度下烧结，便可得到焦绿石结构Bi₂Ti₂O₇陶瓷。本发明的有益效果是：能通过常规固相反应法获得单相焦绿石结构Bi₂Ti₂O₇陶瓷。本发明制备方式简单，反应条件温和，成本低廉，重复性好。

技术领域

本发明属于功能陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种固相反应法制备焦绿石结构 Bi₂Ti₂O₇陶瓷的方法。

背景技术

钛酸铋是一类性能优秀的光电功能材料，常见的有Bi₄Ti₃O₁₂、Bi₂Ti₄O₁₁、Bi₁₂TiO₂₀、Bi₂Ti₂O₇等，这些材料多表现出较好的铁电、压电，以及光催化性能。研究这些材料必将产生不小的价值。其中，Bi₄Ti₃O₁₂等材料都被材料领域诸多学者研究过，而焦绿石结构的Bi₂Ti₂O₇由于制备相对比较困难，文献中有关它的制备方法以及性能的研究比较少。Bi₂Ti₂O₇的焦绿石结构可表示为A₂O'·B₂O₆，是由Bi₂O'四面体和Ti₂O₆共用角顶的八面体相互贯穿而成。目前报道的制备Bi₂Ti₂O₇的方法有共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、溶剂热法。但是这些方法一般产量低且操作复杂，若能使用传统固相反应方法则能很好地克服这些缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的利用传统固相反应法制备焦绿石结构Bi₂Ti₂O₇陶瓷的方法，具有工艺简单、相纯度高、成本低的特点，适于大批量生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：固相反应法制备焦绿石结构Bi₂Ti₂O₇陶瓷的方法，包括如下步骤：

S1将一定比例的Bi₂O₃与TiO₂混合研磨均匀得到原料混合物；

S2将上述原料混合物在一定温度预烧一定时间得到预烧产物；

S3将上述预烧产物压片，再在一定温度烧结一定时间，冷却，便可得到所述焦绿石结构 Bi₂Ti₂O₇陶瓷；

按上述方案，步骤S1所述Bi₂O₃与TiO₂混合时摩尔比Bi:Ti＝1:(1.12～1.2)。

按上述方案，步骤S1所述Bi₂O₃与TiO₂混合时摩尔比Bi:Ti＝1:(1.15～1.18)。

按上述方案，步骤S1所述原料混合物需进行干燥，干燥温度为80℃到130℃，干燥时间为6小时以上。