一、鈦酸鋇概述 鈦酸鋇是一致性熔融化合物，其熔點(diǎn)為1618℃。具有五種結(jié)晶變型：六方晶型、立方晶型、四方晶型、正方晶型、三方晶型；室溫下以正方晶型穩(wěn)定。  

    1、鈦酸鋇的鐵電性 當(dāng)BaTiO3受到高電流電場作用時(shí)，在居里點(diǎn)120℃以下會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的極化效應(yīng)。極化的鈦酸鋇有兩個(gè)重要的性質(zhì)：鐵電性和壓電性。   BaTiO3鐵電晶體中存在許多自發(fā)極化方向不同的小區(qū)域，每個(gè)區(qū)域由很多自發(fā)極化方向相同的晶胞構(gòu)成，這些小區(qū)域稱為“電疇”。具有電疇結(jié)構(gòu)的晶體稱為鐵電晶體或鐵電體。圖3給出了BaTiO3基鐵電陶瓷在外電場作用下電籌的外形幾何尺寸的變化。  

 
    2、鈦酸鋇的居里溫度 BaTiO3居里溫度Tc是指四方相和立方相間的相變溫度，即鐵電晶體失去自發(fā)極化（電疇結(jié)構(gòu)消失）的最低溫度。BaTiO3居里溫度約為120℃。 

    二、鈦酸鋇粉體的制備方法 鈦酸鋇粉體的制備方法通�？梢苑譃楣滔喾ā⒁合喾ê蜌庀喾�。其中，固相法是最為傳統(tǒng)的方法，也是目前國內(nèi)外工業(yè)化生產(chǎn)鈦酸鋇等鈦酸鹽的重要方法；液相法優(yōu)勢明顯，可以制備高純超細(xì)的鈦酸鋇粉體，在國外，草酸鹽共沉淀法和水熱法已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)；氣相法發(fā)展緩慢，還不成熟。 

    1、固相法 固相法是指將組成鈦酸鋇的各金屬元素的氧化物（TiO2、BaO）或它們的酸性鹽（TiO2、Ba（CO3）2）混合、磨細(xì)，然后在1100℃下長時(shí)間煅，通過固相反應(yīng)形成所需粉體。其反應(yīng)方程式為：   BaCO3+ TiO2 → BaTiO3+ CO2   固相法優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡單成熟，設(shè)備可靠，原料價(jià)格便宜。 缺點(diǎn)是：制備的粉體化學(xué)成分不均勻、易團(tuán)聚、粒徑粗；粉體純度低，而且反應(yīng)在高溫下進(jìn)行，能耗也較大。

  
    2、液相法 液相法又稱為濕化學(xué)方法，是由原子、離子通過成核和長大兩個(gè)階段制備超細(xì)粉體的方法，其特點(diǎn)是較易成核、組分均勻，可以制得高純度的粉體，也便于添加微量元素進(jìn)行改性�？偟膩碚f，制備優(yōu)質(zhì)鈦酸鋇粉體，液相法要優(yōu)于固相法。其又可細(xì)分為水熱合成法、沉淀法、溶膠- 凝膠法等。 

    2.1 水熱合成法 BaTiO3粉體的水熱合成法是指把含鋇和鈦的前驅(qū)體，一般為氫氧化鋇和水合氧化鈦水漿體，置于一定溫度和壓力的容器中，在水熱條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過一定時(shí)間，在水熱介質(zhì)中直接生成BaTiO3粉體。  

    目前，國內(nèi)中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所以氯化鋇、四氯化鈦為原料，在240℃下，經(jīng)12h水熱合成得到四方相鈦酸鋇納米粉體。在原料鋇鈦比為1：6的情況下，首先將氯化鋇用蒸餾水溶解配成一定濃度的溶液，然后與一定量的四氯化鈦混合，并加入過量的氫氧化鈉，混合均勻后置于內(nèi)襯為四氟乙烯的高壓不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，密閉升溫反應(yīng)一段時(shí)間后，將所得沉淀物進(jìn)行過濾、洗滌，直至沒有Cl-檢出，然后將沉淀于80℃下干燥后，制得鈦酸鋇粉體。 

    水熱法優(yōu)點(diǎn)是： 

  （1）制備的粉體晶粒發(fā)育完整，粒度分布均勻，顆粒之間少團(tuán)聚。 

  （2）可以得到理想化學(xué)計(jì)量組成的材料，其顆粒度可控。 

  （3）原料較便宜，生產(chǎn)成本低。 

  （4）粉體后續(xù)處理無須煅燒，可以直接用于加工成型，避免了在煅燒過程中晶粒的團(tuán)聚長大和容易混入雜質(zhì)等缺點(diǎn)。 

   缺點(diǎn)是： 

  （1）反環(huán)境條件苛刻，導(dǎo)致成本過高。 

  （2）固-液反應(yīng)缺乏熱力學(xué)數(shù)據(jù)，同時(shí)存在氯鹽所引起的腐蝕問題。 

 
   綜上，如果水熱法能夠解決以上存在的問題，能解決以上問題, 水熱法的應(yīng)用前景將會(huì)十分廣闊。

   2.2 沉淀法 沉淀法主要分為直接沉淀法、共沉淀法。  

  （1）直接沉淀法 直接沉淀法是指在金屬鹽溶液中加入適當(dāng)?shù)某恋韯�，控制適當(dāng)?shù)臈l件使沉淀劑與金屬離子反應(yīng)生成陶瓷粉體沉淀物。將 Ba（OC3H7）2和Ti（OC5H11）4溶于異丙醇中，加水分解即可得到沉的 BaTiO3。直接沉淀法優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡單，在常壓條件下進(jìn)行，不需高溫，反應(yīng)條件溫和。 

   缺點(diǎn)是：易引入TiO2、BaCO3等雜質(zhì), 且粒度分布寬，需要一定的后處理。  

  （2）共沉淀法 共沉淀法是將TiCl4和BaCl2的混合溶液在室溫下加入到草酸溶液中，并加入表面活性劑，不斷攪拌，發(fā)生沉淀反應(yīng)生成草酸氧鈦鋇沉淀，BaTiO3的前驅(qū)體，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、煅燒，制得 BaTiO3 粉體。  
共沉淀法優(yōu)點(diǎn)是：所得粉體雜質(zhì)含量低，易摻雜。缺點(diǎn)是：但粉體團(tuán)聚較嚴(yán)重，鋇鈦比難控制。 

   2.3 溶膠-凝膠法 溶膠- 凝膠法是以金屬醇鹽或者無機(jī)鹽為原料，經(jīng)水解、縮合、使溶液形成溶膠，然后再使溶膠凝膠化，經(jīng)干燥和熱處理得到粉體的一種方法。溶膠- 凝膠法多采用蒸餾或重結(jié)晶等技術(shù)保證原料的純度，工藝工程中不引入雜質(zhì)粒子，制備出的粉體純度高、組成均勻、粒度小、化學(xué)活性強(qiáng)。 

   目前，國內(nèi)研究者采用 SAG 法，即硬酯酸鋇和鈦酸丁酯反應(yīng)來制備 BaTiO3粉體。其過程是將硬酯酸鋇溶于硬酯酸中，然后加入等摩爾的鈦酸丁酯反應(yīng)得到凝膠，在 800℃煅燒得到粒度為20nm的BaTiO3粉體。 

   溶膠-凝膠法由于原材料價(jià)格昂貴，有機(jī)溶劑具有毒性以及高溫處理會(huì)使粉體快速團(tuán)聚，操作條件嚴(yán)格且不易控制，所以難以工業(yè)化，目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。