[发明专利]一种熔盐法制备的板状钛酸铋钠粉体及其制备方法

说明书

本发明一种熔盐法制备的板状钛酸铋钠粉体及其制备方法，所述方法包括如下步骤，步骤1，将Na₂CO₃、Bi₂O₃、TiO₂和NaCl在900～1100℃下煅烧2～8h得到混合物A，其中Na₂CO₃、Bi₂O₃和TiO₂的质量总和与NaCl的质量之比为0.5～1；步骤2，将混合物A中的Cl^‑去除，烘干后得到板状钛酸铋钠粉体；以熔盐法制备酸铋钠粉体，通过熔融态的NaCl使得反应可在原子级的状态下进行，并改变晶粒生长的方向，工艺简单、成本低廉，反应周期短，重复性好，且Na_0.5Bi_0.5TiO₃粉体分散性良好，分布均匀，团聚程度低，具有大的纵横比。

技术领域

本发明涉及熔盐法制备粉体技术领域，具体为一种熔盐法制备的板状钛酸铋钠粉体及其制备方法。

背景技术

压电陶瓷材料广泛应用于电子信息、集成电路、计算机、自动控制、航空航天、海洋测绘、通信技术、汽车和能源等高新技术领域，成为许多新型电子元器件的基础材料，在国民经济和国防建设中占有十分重要的战略地位。传统的压电陶瓷包括PZT基的二元系及多元系陶瓷材料，并且这些材料有着很广泛的应用，但是PZT基的压电陶瓷中，氧化铅含量占到了原料总量的70％左右，这就导致了两方面的弊端，一方面由于PbO是一种易挥发的物质，在烧结过程中材料会偏离化学计量比，使得产品的重复性和一致性降低；另一方面，有毒的铅挥发造成了环境的严重污染。随着全社会对环境保护问题的重视，欧盟等发达国家通过立法方式限制含铅陶瓷的制造和使用，因此，研究和开发无铅压电陶瓷是一项迫切和具有重大社会意义的课题。

钛酸铋钠，其化学式为Na_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅，简写式为NBT，这种无铅压电陶瓷发现于1960年，具有铁电性强、压电性能佳、介电常数大及声学性能好等优良特征，被认为是最可能取代铅基压电陶瓷的无铅压电陶瓷体系之一，正得到广泛研究。该材料具有广阔的应用前景，如应用于高频滤波器、传感器、超声环能器及工业探伤、测厚、医用超声诊断等压电原件。

现有技术中主要制备NBT粉体的方法是固相烧结法，但用固相烧结得到的粉体由于高温处理很容易团聚并且尺寸分布不均。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种熔盐法制备的板状钛酸铋钠粉体及其制备方法，工艺简单、成本低廉，反应周期短，重复性好，制备出二维的Na_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅粉体不仅分散性好而且还具有大的纵横比。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种熔盐法制备板状钛酸铋钠粉体的方法，包括如下步骤，

步骤1，将Na₂CO₃、Bi₂O₃、TiO₂和NaCl在900～1100℃下煅烧2～8h得到混合物A，其中Na₂CO₃、Bi₂O₃和TiO₂的质量总和与NaCl的质量之比为0.5～1；

步骤2，将混合物A中的Cl^-去除，烘干后得到板状钛酸铋钠粉体。

优选的，步骤1中所述的Na₂CO₃、Bi₂O₃、TiO₂和NaCl先混合均匀再进行煅烧。