流延成型中钛酸钡纳米粉体滑移优化

文章编号:１００１-９７３１(２０１７)０９-０９０９２-０４

流延成型中钛酸钡纳米粉体滑移优化?

艾永平,杜晟连

(井冈山大学建工学院新型低碳环保建材研究所,江西吉安３４３００９)

摘要:在流延成型中不同的溶剂系统(甲苯-乙醇二甲基乙基酮-乙醇二二甲苯-乙醇)中离散的钛酸钡纳米粉体粒子的平均直径３０nm左右,溶液中同时伴有作为离散剂的Triton x-１００或者磷酸盐酯,通过沉淀实验研究三研究不同参数的影响(如溶剂系统类型,关于钛酸钡滑移离散的离散剂和离散剂浓度,绿色带的粘度和性能)三离散的最佳浓度是由最低滑移浓度决定三发现以磷酸酯为离散剂的二甲苯-乙醇是流延成型最好的溶剂和离散系统三无瑕疵二致密二光滑的绿色带材由这种系统形成三

关键词:流延成型;钛酸钡;纳米粉体

中图分类号: TB３０文献标识码:A DOI:１０．３９６９/j．issn．１００１-９７３１．２０１７．０９．０１６

０ 引言

在工业和商业应用中,电瓷材料是用于微型器材

的最有前途的材料,由于它们的独特性能即在极化中

的高压电式和机电耦合,在弛豫系统中非常高的介电

常数,高热释电和电光系数三钛酸钡(BT)的介电,压电和热释电性能,已是广泛研究的稀土金属氧化物,引

导并改良锆钛(PZT)三现已证实这些高介电常数陶瓷可用于单片多层电容器(MLCs),谐振器,通讯设备延迟线,泡沫喷射打印机无声打印头的延迟线二超声波成像二加速度计二水听器和高分辨率成像三既减少尺寸又不影响性能的无源元件和提高可靠性是现代电子技术的趋势,实现这一目的的手段之一是多层陶瓷,特别是在电子陶瓷上三相比散装电子陶瓷,多层陶瓷具有几个优点,如运行可靠,低成本和节省空间三涉及多层设备制造的第一步和最关键的一步是流延成型[１]三稳定的制备,良好地离散滑移是流延成型技术至关重要的一步三由于强调利用小型化如纳米尺寸粉末和越来越薄的带,增加在未提高性能的相同体积下的有效面积,合适参数的优化以获得具有特殊属性的无缺陷的带都是关键问题三

因钛酸钡具有极佳的介电常数,电解质强度和机

械性能主要用于电容器行业三应用钛酸钡多层电容器

的要求是相纯超细粉末和无缺陷绿色环保陶瓷带[２]三这种材料的流延成型工艺可以轻松建立较大粉末尺寸制造较大厚度的带的方式,但是对于纳米尺寸粉末和微米级别厚度的带无能为力三流延成型浆料浓缩离散是均匀且高密度介质的必要条件三颗粒离散的状态在浆料流变性能上起着非常敏感的作用三粉体离散不仅

依赖离散剂,也依赖使用的溶剂的类型三一般认为对

于使用不同添加剂的浆料,由二元或者三元溶剂组成

的浆料对浆料制备具有很好的适应性和溶解度,性能

高于单一溶剂的浆料[３]三研究最多的是液体中粒子的离散性能通过沉积物高度和沉积物密度三良好地离散

性是由较慢的粒子沉降速度和最终较高的沉积密度决

定的三粒子离散状态在滑移流变性能上有很重要的作

用三

应该认识流延成型中钛酸钡纳米粉末离散的重要

性及不同参数的影响,如溶剂系统的类型,沉淀行为的

离散剂浓度,浆料粘度三带有磷酸酯的３种溶剂系统形成了绿色带的性质,也要对这些性质进行研究三１实验

钛酸钡纳米粉末是通过聚合物前驱体方法合

成[４]三粉末由直径３０nm左右的球形颗粒组成三制造流延成型浆料的各种化学试剂及其供应商在表１中呈现三BT纳米粉末的离散性能在３种二元溶剂系统(甲苯-乙醇的azeotro p hic混合物,甲乙酮(MEK)-乙醇,二甲苯-乙醇的zeotro p hic混合物)中通过在３．３３％(体积分数)粉末悬浮实验上沉淀测试进行研究三３种情况下保持悬浮液在混合溶剂中的体积三使用带塞的１０mL玻璃量筒避免溶剂从悬浮液中蒸发三摇动量筒,超声波处理５min,用以打碎聚集成团的柔软超细BT三每隔一段时间记录沉淀高度,按照密集的沉淀物和上清液溶剂间的交界面为准记录三沉积物浓度使用H/H０(瞬时沉积物高度与初始高度的比率)计量三发

２９０９

０２０１７年第９期(４８)卷

?基金项目:国家自然科学基金资助项目(８１２６０２３０,３１５６０２６６);江西省星火计划资助项目(２０１５１BBF６１０７６);江西省科技支撑重大专项资助项目(２０１５２ACG７０１７);江西省科技成果重点转移转化计划资助项目(２０１５１BBI９００３５);江西省科技

支撑资助项目(２０１０b g a０１７００)

收到初稿日期:２０１６-１２-１８收到修改稿日期:２０１７-０５-１７通讯作者:杜晟连,E-mail:ai y on gp in g２００６＠１２６．com 作者简介:艾永平(１９７７－),男,江西永丰人,副教授,博士,从事材料研究三

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