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电子陶瓷制备原理

第一章电子陶瓷制备原理

陶瓷:

通常将经过制粉、成型、烧结等工艺制得的产品都叫做陶瓷。

无机烧结体(硬、脆)

显微结构:

多晶多相结构

在人类文明发展史中,陶瓷常常作为论证标志之一,于是在相当长的年代里,陶瓷一词便作为陶器和瓷器的总称。

随着科技的发展,人们把陶瓷的概念扩大到整个无机非金属领域。

通常所称的陶瓷材料,不少人还是把它当作传统陶瓷来理解,传统陶瓷的制备是利用天然硅酸盐矿物作为原料,经过粉碎、配料、成型、烧结等工艺制造而成。

新型陶瓷:

具有各种独特性质和制造这些材料所必须采用的特殊的工艺(摆脱传统的组成和工艺的范畴),所用原料从取之于天然硅酸盐矿物的方式扩大到广泛使用人工合成的化合物,包括纯氧化物、复合氧化物、卤化物、以及碳化物、氮化物、硼化物、硅化物,以及复合盐类单质。

从结构上,以硅氧四而体为基本结构单元,发展到以单纯铝氧、钳氧八而体和硅氧、硅碳四面体以及含有多种其它基本结构单元的结合。

尺度上从1-100μm(晶粒)到IO-IOOOnm(层次),工艺上,由液相到少量液相或不含液相的固相烧结。

不论是传统还是新型,所具有独特的物理性质无不与它们的化学组成、物相和显微结构有关。

[往往把玻璃、檐瓷、袪琅、釉、水泥、单晶或无机化合物,也列入近代陶瓷范畴(广义陶瓷)]

陶瓷属于多晶体,可分为单相多晶体(由单一的多个晶相组成),多相多晶体(除晶相外,还有气相和玻璃相。

陶瓷中晶相、玻璃相、气相数量和分布上的差异,使陶瓷具有不同的性能。

晶相是决泄陶瓷基本性质的主导物相(形貌、大小、均化、细化)

玻璃相是陶瓷体中的低熔组成物

气相(气孔)以孤立状态分布在玻璃相之中,电介质陶瓷,气孔可增大陶瓷的介电损耗,气孔又是光的散射中心,使透过的光量大大地减少,透明陶瓷的透明度大大降低,变得不透明。

狭义陶瓷:

从所采用的原料来说,最早是直接应用粘上制成陶器,后来将天然原料进行加工配合制成瓷器,现在除天然原料外,还大量采用化工原料:

成型从手工捏制、泥条盘筑到陶轮制坯,到复杂机械,到多种成型;锻饶从平地堆烧,到半地下式穴烧,到控制温度、气氛机械化窑炉。

生产力水平和科技进步的反映,漫长的历程使陶瓷从古老的工艺和艺术的宫殿中走出来,跨进了现代科学技术行列中,使它与金属材料、有机高分子材料共同构成三大材料。

§1.1电子瓷及其原料

1电子瓷定义及类别

电子陶瓷是指应用于电子技术中的各种陶瓷,也就是在电子工业中用于制造电子元件和器件的陶瓷材料,一般分为结构陶瓷和功能陶瓷。

用于制造电子元件、器件、部件和电路中的基体、外壳、固泄件和绝缘零件等陶瓷材料,又称装置瓷。

大致分为:

电真空瓷、电阻基体瓷和绝缘零件等。

功能陶瓷:

用于制造电容器、电阻器、电感器、换能器、滤波器、传感器等并在电路中起一种或多种作用的陶瓷材料,它又分为:

电容器瓷,铁电瓷,压电瓷,半导体瓷和磁性瓷等。

电子陶瓷在化学成分,微观结构和机电性能上,均与一般的电力用陶瓷有着本质的区别。

电子陶瓷需具有高的机械强度,耐髙温髙湿,抗辐射,介电常数变化范用宽,介质损耗小,电容温度系数可以调整,抗电强度和绝缘电阻髙,以及老化性能优异。

电子陶瓷按特性可分为:

髙频和超髙频绝缘陶瓷;

髙频髙介陶瓷;

铁电和反铁电陶瓷:

压电陶瓷:

半导体陶瓷;

光电陶瓷:

电阻陶瓷等。

电子陶瓷按应用范国可分为:

固左用陶瓷:

电真空陶瓷(主要用于绝缘体,构架,基体,外壳及多层布线等);电容器瓷(高频或低频电容器介质,兼作电容器支承,构架材料:

电阻

按微观结构分:

多晶:

单晶:

多晶和玻璃相:

单晶和玻璃相。

利用陶瓷材料的髙频或超髙频电气物理特性可制作各种形状的固左零件,陶瓷电容器,电真空陶瓷零件,碳膜电阻基体等,它们在通信、广播、电视、•雷达、仪器、仪表等电子设备中是不可缺少的组成部分,此外,随着激光、计算、集成、光学等新技术的发展,电子陶瓷用途日益扩大。

电子陶瓷材料的发展同物理化学、应用物理、硅酸盐物理化学、固体物理学、光学、电学、声学、无线电电子学等的发展密切相关,相互促进,从而在电子技术的飞跃发展中,使电子陶瓷也相应地取得了很大的进展。

1电子陶瓷的原料

三方面要求:

(I)化学成分:

纯度,杂质的种类与含量,化学计量比:

(2)颗粒度:

粉粒直径,粒度分布,颗粒外形:

(3)结构:

结晶形态,稳定度,裂纹,致密度和多孔性等。

粒度与结构主要决定着坯体的密度和成型性。

颗粒细,结构不完整,则活性(不稳肚性,可烧结性)愈大,有利于烧结。

电子瓷所用的原料大体可分为矿物原料和化工产品两类:

「粘土、膨润土、滑石

"V物原料∩需隼矿、萤石、金红石

原料

杂质:

(1)促进烧结严

(2)InV或JfcM唏/琬作为磁学辭带割9循提高材料的电气性能粉料稳泄度:

多晶转变,存在两种或诵种缆α鼎地.9%

ZrO:

低温单斜晶系h氐温■副⅛R,9胡逓册鹽%1100°C转化为四方晶系(高温稳温度下降到IIOOr以下,转化成单斜晶系;转变带来体积效应,ZrO:

从单斜到四方,有8%的体枳收缩,陶瓷岀现裂纹。

掺杂固溶或髙温锻烧使其稳左化。

晶型不冋,烧结性不同:

高温稳左的α-Si5Nl.O-SiC比低温稳左的β-Si5Ni.β-SiC有好的烧结性能,前者具有开放结构,内能高,有利于烧结。

§1.2原料的颗粒度与粉碎

粒度:

是指粉粒直径的大小,作为陶瓷(电子陶瓷)的粉料,其粒径通常在O.Γ50μm之间。

a)一般粉料愈细,则其工艺性能愈佳,粉料达到一左细度时,才能使浆料达到必要的流动性、可塑性,才可保证坯体具有足够的光洁度、均匀性和必要的机械强度;

b)颗粒细化可降低陶瓷的烧成温度:

C)颗粒愈细,则加工愈困难,应从经济考虑。

粉碎:

物理角度看,粉碎是一种能量转换过程,所做的机械功通常与粉料之间的撞击、碾压、磨擦有关,将粉料砸碎、破裂,或磨去棱角等,使粉碎的比表而增加,因而表而自由能增加。

粉碎机械有:

球磨、振动磨.气流磨、砂磨装宜,前两种电子陶瓷普遍使用,而后两种局部

使用。

一、机械法制粉原理

1.球磨:

原理,球磨机是一种内装一雄磨球的旋转筒体,筒体族转带动磨球旋转,靠离心力和摩擦作用,将磨球带到一圧的髙度,当离心力小于其自身重量时,磨球下落,撞击下部磨球与筒壁,而介于英间的粉料,便受到撞击或碾磨。

mgh撞击,另一个是磨球之间以及磨球与筒壁之间的摩擦滚压。

球磨机:

磨球与物料的反复撞击、研磨,将各种物料混合均匀,并达到一泄细度的设备。

1)转速:

Y大,切线加速度增加;若Y过大,则径向压力太大,使磨球难于滚动,甚至紧贴筒体回转,失去撞击作用:

合适的转速以磨球恰能自近顶部下落为宜。

2)磨球外形:

以球状为好(撞击功而言),但就滚动而言,以短柱状为宜,因为球之间为点接触,柱体之间是线接触。

3)简体直径与粉料粒形:

筒体大,则效率高,Φl-2m,对于小批虽:

,以小球磨罐为宜,G可小至10-2OCm左右,大球磨机:

粒形呈多角形,粗糙,流动性差,可塑性差,不利于成型;小球磨机:

研磨多于撞击,粒形呈球形,流动性好,可塑性髙,有利于成型,

特利于挤制工艺,用于生产细杆或薄壁产品(小型电阻基体,管式电容器等)。

4)材质(磨球与筒衬):

钢球,刚玉(Ci-AlO),瓷球,玛瑙(SioJ球,比重大,坚硬则好,它们的比重分别为:

7.9,3.9,2.3;莫氏硬度分别为:

&9,7,5;钢的效率高,但磨损后使瓷料含铁,可使瓷件介电性能变劣,对耐酸粉料Al=O3.ZrO=.Beo等,可用稀酸洗涤除铁,但对不耐酸的TiO:

ZnO,SnO:

采用钢球是不合适的,同样采用刚玉球和玛瑙球也会混入A1203,和Si02杂质,若研磨掺杂而使瓷件不能达到性能指标,可采取以下方法:

a)采用有机物(聚氨酯类耐磨塑料或无无机物填充的橡皮)作为筒体内衬,或用这种有机物包裹钢球,有机物燃尽、挥发,不留痕迹;

b)有机物作筒衬,以略为过烧的本料瓷球作磨球。

5)球磨时间:

24-28h才可能达到必要细度(或更长时间),因素:

初颗粒,硬度,脆性,球磨机大小,转速,磨球大小,形状,质料等。

钢球:

前高后低(比表而积),研磨时间不宜太长,不利于后期细度粉碎;刚玉瓷柱(棒),撞击差,难以对付粗粒,但其摩擦接触面大,有利于研磨细粒,后期胜于前期,可适当延长研磨时间,进料粒度不宜过粗。

球磨是工作周期长,间歇操作,耗电大,效率低,细度极限是IPm以下。

04080Uo

球磨时间3时)

6)干磨与湿磨:

干磨以击碎为主,研磨为辅,效率不髙,后期效率更不佳,对于某些有水解反应的粉料,只好采用干磨。

湿磨:

加入适当的液体,水、酒精、甲醇等,有利于研磨后期的进一步细化,可使粉粒细小圆滑。

原理:

液体将深入粉料中所有可能渗入的缝隙,使粉料胀大、变软,是湿粉碎效率高的主因。

还可以减少粉尘污染。

缺点:

分层现象,破坏浆料的均匀性。

根据粉料的吸液性,磨球的质料,液体的性能,采用料、球与液合适的比例。

7)助磨剂:

助磨剂主要是通过表而吸附作用来起作用的,又称表而活性物质。

1%可能使球磨的效率成倍的增长,其作用机理主要是助磨剂在粉料表而的吸附作用。

助磨作用:

a)分散效应:

是指助磨剂在粉料表而吸附作用之后,大大地减弱了粉料之间的相互作用,而避免结成团块的效应。

'‘干磨”采用油酸[CH5-(C⅛):

-CH=CH-(C⅛)7-C00H]其中竣基-(CooH)具有明显极性,将与粉粒表面离子电场的异统端强烈吸引,而烷基朝外,烷属坯是典型的中性介质,因而大大地削弱了粉粒之间的相互作用力,提高了分散性,强化了研磨效率。

b)润滑效应:

是指由于助磨剂在粉粒表而的附着使粉粒之间的作用力下降,摩擦力减小,流动性增加。

避免粗粒包裹于细粒之中,使研磨力缓冲分散:

C)劈裂效应:

主要是指助磨剂在粉粒裂缝中附着后的作用,撞击和碾压后,粉料出现裂缝,但应力去除后,裂缝弥合。

有助磨剂存在时,当裂口初一张开,这种新生成的活性特別大的表而,对周用媒质具有很大的极化和吸引力,故助磨剂将乘虚而入,并支撑,梗塞于缝隙之内,使之不能再度弥合,相当于打进一个“楔子”,使大量的应力集中于裂口前端,下次撞击碾压作用时,有利于裂口进一步扩展,助磨剂亦进一步挺进,使粉料劈开,研磨效果提高。

粉料与助磨剂之间的作用力大于助磨剂本身分子间的作用力,则助磨效果好,分散、润滑、劈裂效应明显。

对于酸性物料:

TiOo.Zro:

用疑基、胺基的带碱性助磨剂较为有效:

对碱性物料:

BaTiO,、CaTiO3等,则以酸性介质作为助磨剂为宜。

助磨剂主要通过表而吸附作用来起作用的,又称表而活性物质。

2振磨(振动磨)

在1000-3000次/分钟范弗I内,作简谐振动,使简体、磨球与物料反复撞击研磨,将物料混合均匀并达到一泄细度的设备。

振动频率愈髙,振幅愈大,则效率愈髙。

振磨装宜中主要是旋转电机带动料斗作偏心甩动。

对物料而言,就有振幅大小和频率高低的问题。

原理:

料斗偏心甩动时,给磨球施加切向作用力,磨球上抛的同时,仍有高度自旋运动,故球与球相遇时,撞击与碾压兼相作用。

振动磨中撞击作用胜于滚碾,故振动磨所得的粉粒棱角多、活性大、流动性差,欠圆润。

振磨混合不如球磨,多种成分物料宜用球磨(研磨和混合作用)

振动磨破碎比高:

振磨,BaTiO310小时10Pm以下,而使用球磨,需要30小时,10μm以下占60%a

振磨装置中频率受电机的转速影响:

振幅受传动轮的偏心度影响(f50Hz,振幅Imm时间l-2h)

料斗一般用有机填料的橡皮制作。

振磨实际是球磨的一种改进,振动大,噪音髙,寿命短。

2行星磨

几个磨罐置于同一旋转的圆盘上,转速为(・)2(公转),磨罐自身中心以角速31(自转)旋转,公转是模拟重力作用,ω2足够大时,离心力大大超过地心引力,自转31变大,磨罐则不会贴在罐壁不动

O细度介于球磨与振磨之间。

上面三种皆为间歇操作,不利于连续自动生产。

4砂磨(又称摩擦磨),也称搅拌球磨机,在圆筒内用旋转的圆盘或搅拌棒使磨球与物料髙速运转•相互碰撞,进行研磨的设备,因为磨球直径小,故称砂磨机。

滤网

XJ

图-9⑷建续温式砂磨机示怠图

图-9(b)间歇羊式秒磨机"示♦意图

 

圆筒垂直固定

700~1400转/分,球与球、球与壁,滚碾摩擦,比振磨低(超细粉碎),颗粒小,粒形圆润,流动性高,有利于独石电容器,Zno压敏电阻器,多层基片载体(超大规模集成电路VLSl)电路多层布线)轧膜与流延方法成型。

细:

烧结温度降低25-40oC,银作为电极的低温烧结瓷料很难得。

由于缺乏撞击作用,进料不宜过粗(WlliIm)

不宜用湿式研磨的粉料,可利用干式和气氛研磨

间歇式砂磨

筒体和搅拌器用聚氨酯类耐磨塑料制作

5流能磨(气流粉碎机):

用压缩空气,将具有一定细度的粉料喂入特制圆状(盘状)腔体内,使物料与腔壁,物料颗粒间,相互摩擦,激烈碰撞,进行粉碎的设备,物料经风选而获得所要求的细度。

原理:

髙速流体中的粉粒自身的相互碰撞,流态介质:

空气、心、C0:

、过热H:

0、受压水、或其它气体或液体,达到声速或近声速,气流磨。

循环2000~2500次才能被吸排出,1Um左右颗粒。

几种粉碎设备中,球磨机为普颯使用的设备,是主要的粉碎手段,但是一种落后工艺,砂磨有前途(颗粒细,粒形好)。

二颗粒的表面能与粉料活化

1粉料活性:

化学上,活性主要指粉料的化学活泼性,或参与化学反应的难易程度,活性高则易反应。

物理上:

活性主要指构成粉料的质点(原子、离子或分子)挣脱其本身结构而进行挥发、扩散的可能性,活性髙则易挣脱。

物理化学上:

活性主要指,质点能疑的高低,活性髙说明具有的能量髙,不稳泄性高,就结构而言,处于一种自由能较高的介稳状态。

同化学组成的材料,结构不同,则活性不同,可以说结构是物质在不同能星:

条件下的存在形式。

2结合能与表面能

电子瓷的化学成分,大多数都属于金属氧化物,具有正电性的金属离子,和具有负电性的氧离子组成,通过库仑力(或共价键力),以一泄的排列方式,牢固地结合在一起,形成所谓的离子晶体。

结合能泄义:

使某单位质量的离子晶体彻底分散为正、负离子时所作的功,即为这种晶体的结合能。

也等于这些离子由髙度分散状态结合成晶体时所放岀的能量。

电子陶瓷:

IMJ∕mol,结合能大,强度髙,难破碎,耐高温。

固体内部任一离子,常被英它反电荷离子所包用着,处于稳左的低能状态,耙它取出来需要很大的功,晶体表面离子,异荷离子并没有把它团团围住,朝外的一而仍有空缺,故把表面离子提出来所做的功要比提取内部离子所需的力小,故表面离子是处于高能态的亚稳状态。

表而能:

表面离子比内部离子能态高,苴髙于体内离子所具有的那部分能量称之为表而自由能或表面能。

比表而能:

每增加单位而积(表而)时所需的功,/

在表而张力作用下,使液而绷紧,液滴成球,表而能最小,最稳泄。

颗粒越细,质量一左时,总表而积越大,则w=∕A也越大,越不稳立。

3比表而和等效粒径

比表而泄义:

单位体积(或质量)粉料所具有的表面积

只要知道粉料的比表面和密度,就可以求出平均等效粒径(表而吸附法)

Aυ=A∕V颗粒愈细,分散度愈高,比表而愈大,体系中表而能也愈大。

破碎过程的机械功的一部分转变为表而能的过程。

ICm的颗粒粉碎到Inm的粉体时,总表而积达6000πΛ相当于一个足球场大小。

4固体中质点的活性

所谓质点的活性,是指某一质点逃脱原有结构所给予它的朿缚力的可能性。

逃脱原来的环境进入气态环境,为蒸发;进入液体之中,为溶解:

如果和别的原子结合成新的物质,为化学反应。

活性与一系列的物理化学特性有关,与化学键、化合价、半径大小,以及环境温度,和在固体结构中的位置有关。

5结构缺陷与粉粒活化

结构缺陷定义:

是指粉粒在结构上的不完整性。

粉料加工、粉碎、熾饶过程中,受热的作用,或外施机械力的撞击、碾压、剪切等,使原来完整的晶格受到不同程度的破坏,因而体内岀现裂纹、位错。

缺陷能:

固体中出现的裂纹、位错、偏离、扭曲及无左形态,都是一种能量较髙的介稳状态,与正常晶格上质点相比,所高出的那部分能量称为缺陷能。

经过活化的粉粒,将大大地有利于饶结过程,有利于物质的扩散。

6熾烧与粉料的活化

机械粉碎方法是提髙粉料比表而是有效的,但是很有限。

很难达到更细的粒度,Mg(OH)2经过燉烧,可以得到疏松多孔的粉料,可以获得纳米级

的粉料。

A.懒烧温度与粉料质量的关系

锻烧温度愈低,则粉料活性愈髙。

实际生产电子陶瓷过程中,可以直接采用一些碳酸盐作为原料,进行配料计算。

B.气氛与杂质的影响

影响粉料的•锻烧过程,杂质少,容许采用更高的烧结温度。

C.熾烧前后粉粒结构的变化

懒烧前后粒形基本上没有变化,但锻烧后颗粒内部含有大量微孔,比表面增加了近10'倍:

锻烧前后晶粒构型也很少改变,仍保持分解前的晶格类型,金属离子与原来的氧离子基本仍停留在原来的格点上,而CO:

、H:

0等的相应位置则空余出来,这种结构称为假晶。

三、粉料粒度测定

1等效粒径:

实际颗粒形状复杂,设想粉粒置于一外接四方盒之内,以/,b,h表示长、宽,高。

一轴平均等效粒径(l+b)∕2

二轴平均等效粒径(l+b+h)∕3

外接矩形等效直径奶

外接方盒等效直径帧

立方而等效粒径

球而等效直径5/XT万

立方体等效直径√V球体等效粒径卿厉

2粒度分布

测量方法:

记数法(光学显微镜、电子显微镜)

筛分:

分析筛,通过筛目,统计分布

沉降法:

重力沉降

吸附法,测泄比表而积

激光测试法

平均粒径:

当等效等径确立之后,还可以按粉粒的长度,而枳或体积等方式来汁算苴平均粒径

记数法,分布在载玻片上的粉料可以宜接观察或拍照片记数

筛分法,对粗颗粒有效

沉降法,粘滞液体中,小球下降速度和液体的粘度成反比,与小球直径平方成正比

V=^(P-A)gD2

18ηρ、Ql)小球和液体的密度,〃液体的粘度,D小球直径

用不同时刻透过悬浮液的光强度的变化率来间接反映颗粒沉降速度

§1.3电子瓷料的反应法制备

传统陶瓷泥料工艺:

一、烧结反应法制粉I

按照所需原料的分子式配料~~i—

1按化学分子式配料一般工艺

BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2↑

IPb3O4+6ZrO2→6PbZrOy分子量H,分子数的比例X计算相对重量烧块配方(第一次配方)

原料T烧块T瓷料

计算时用1InOl

A中间化合物计算

中间产物

(分子式)

原料

(分子式〉

分子比

(X)

分子量

(M)

相对重量

(XM=W)

重S%

×100%∑W

BaTiO3

BaCO3

1

197.35

197.35

71.18

TiOJ

1

79.90

79.90

28.82

PbZrO3

PbQ-

1

3

1

685.57

228.52

64.97

ZrOI

123.22

123.22

35.03

B中间产品出来后(预反应),再利用中间产品配瓷料一>二次配方T瓷料配方

例某一电容器用铁电瓷,用BaTiOy和CaSnO3配成固溶体,分子式0.9BaTiOyQ.IC心Q

电容器瓷料配方计算表

陶瓷主晶相(分子式)

烧块

(分子

式〉

分子比

(A)

分子量

(M)

相对重量

(XM=W)

×100%

∑W

0.9BaTiOJi・0」CaSnO3

BaTio3

0.9

233.24

209.92

91.03

CaSnO3

0.1

206.77

20.68

8.97

以上为两次合成

C某些情况一次合成,铁电透明陶瓷:

p⅛91Zz∕0(W(Z∕jλ65π035)θ3

瓷料一次配方讣算

陶瓷

(分子式)

原料

(分子式)

分子比

(X)

分子量

(M)

相对重量

(A-M=VV)

重量%

W

——×100%

∑W

PbotnLaOm(¾6577035)03

Pg

0.9Ix-

3

685.57

207.76

62.89

L(IQ3

0.09×-

2

325.82

14.66

4.43

ZrO2

0.65

123.22

80.09

24.22

TiO2

0.35

79.90

27.97

8.46

投入总疑乘以百分值,则为原料的实际用量。

根据纯度进行校正。

2反应懒烧(预烧),必要的预反应

A合成反应

粉碎→混合→匣钵中堆放烧成

是一种反应不太完全,疏松多孔,便于粉碎(谨防烧结)

B分解反应

天然矿物原料分解成所需氧化物,高活性物料(轻烧)

二、溶液反应法制粉

利用溶液中化学反应获得陶瓷原料、中间产品或某种固溶体的方法。

例:

制取TiO:

中间原料

(!

)四氯化钛加氨制取正钛酸[HJiO4→Ti(OH)4]

TiCl4+4NH.∙HlO→Ti(OH)41+ANH4Cl

(2)以四氯化钛加草酸制取草酸钛

TiCIA+2H2C2O4→Ti(C2O4)2Φ+4HCl

(3)以钛铁矿(FeTiO5)加硫酸得到硫酸钛酰,硫酸钛酰水解而得到偏钛酸C制备固溶体的复盐较为复杂,例电容用陶瓷料,BaTiO3和SrTiO3可以无限固溶(互溶),

改变两者间的分子比,可以得到具有不同介电系数的瓷料,同时居里点TC也可在-250>120OC宽范围内调节。

利用传统高温烧结反应法制粉,则必须分别制取BaTiO3和SrTi0,烧块,然后按一立比例混合,再烧结反应成固溶体,易导致不均匀。

溶液反应BaCl=.SrCI=、TiClI分别溶于冷水中,准确测得阳离子浓度,再按化学计疑配制所谓正离子混合液。

制备BaoeSroJiOo时,确保离子混合液中Ba2*:

Sr2*:

Ti趺为6:

4:

10,加热80~85C快速在草酸溶液中搅拌,生成凝胶状的4水草酸WO

80-85C

必伽九乃©。

“∙4H]O+6HC!

2固液分离过μ⅛

 

简单的固液分离方法,是采用机械过滤分离,多层高质量过滤隔离,也可釆用貞•空抽滤。

近代陶瓷有以下几种较为科学、高效的固液分离方法:

a)热析法

T↑IOOoC以上,水挥发,过饱和度增加,固态析出。

b)冷凝法:

冷冻分藹法

原理:

盐水溶液利用高压空气喷入低温(远低于0°C),[并尽快地转入低温、低压烘箱中],使它呈现雾状,快速热交换的作用,雾状盐水液滴迅速变为盐水二相共存的小固粒。

第二步,用筛网从低温媒质中分离出盐冰粒,保持LC之下,并尽快转入低温,低压干燥箱中。

借助于低气压,使盐水粒中冰成分直接升华,并抽出箱外。

升华是在OC之下进行,盐粒不会潮解、粘结。

由此可得到和原来雾滴大小一样的多孔粉粒。

数百Um-IOOnm左右。

图179盐水分离冷廉槽

1一盐溶液,2一一压缩空气入口;

3贾管!

4搅拌器}5己烷低温媒质J6—干冰丙酮过饱和溶液冷源U

C)雾干法:

喷雾1:

燥法,貞•空喷雾干燥设备

「'團「20喷雾干燥示意图.

1—盐溶液)2化雾器!

3—干燥室$

4—热气流,5吹气口;6抽气口卜

7—离心机J8—收集器。

受上升热空流冲

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