钛酸钡(Barium Titanate,BaTiO₃)是一种重要的无机功能陶瓷材料,具有高介电常数、铁电性、压电性和热释电性等特性。其晶体结构随温度变化呈现不同的相态(立方相、四方相、正交相、菱方相),使其在电子、光学、能源等领域具有广泛应用。
钛酸钡的主要应用于电子陶瓷行业 多层陶瓷电容器(MLCC):钛酸钡是MLCC的核心材料,用于智能手机、汽车电子、5G通信设备等。 PTC热敏电阻:利用其正温度系数特性,用于过流保护、温度传感器等。 压电陶瓷:用于超声波传感器、蜂鸣器、点火器等。 光学与光电行业 光学玻璃添加剂:改善玻璃的折射率、透光性和抗紫外线性能。 激光晶体与光波导材料:用于光通信、激光器等高端光学设备。 能源与环境行业 锂离子电池电极材料(改性钛酸钡可作为负极材料,提高循环稳定性)。 气体传感器:检测CO₂、NOx等有害气体。 太阳能电池:作为透明导电薄膜的添加剂,提高光电转换效率。
那艾仪器喷雾干燥机用于钛酸钡制备的案例
1:电子陶瓷企业高性能MLCC用钛酸钡粉体 生产粒径均匀(0.5–2 μm)、高纯度(>99.9%)、低团聚的钛酸钡粉体,用于MLCC制造。 那艾仪器离心喷雾干燥机(转速20,000–30,000 rpm) 雾化方式:高速离心雾化,确保颗粒细度可控。 采用氮气闭路循环(防止氧化),进风温度200–250℃。 添加剂:加入少量分散剂(如聚乙二醇)防止团聚。 效果:成品粒径分布窄,振实密度高(≥3.8 g/cm³),满足MLCC对材料一致性的要求。
2:某新能源企业钛酸钡基锂离子电池负极材料 制备纳米级钛酸钡颗粒(<100 nm),提高电池的倍率性能和循环寿命。压力式喷雾干燥机前驱体溶液:钛酸四丁酯与硝酸钡的水解液,加入柠檬酸作为络合剂。干燥条件:进口温度150–180℃,出口温度80–100℃,得到超细颗粒。后处理:喷雾干燥后经煅烧(600–700℃)获得结晶性良好的钛酸钡。效果:颗粒呈球形,比表面积大(≥20 m²/g),显著提升电池的快速充放电性能。
3:环保材料企业钛酸钡基气体传感器 制备高比表面积、高分散性的钛酸钡颗粒,用于CO₂气体检测。那艾仪器实验室型喷雾干燥机(小型化设计,便于工艺优化)BaCl₂与TiCl₄的混合溶液,加入乙二醇作为表面改性剂。干燥参数:进口温度120–150℃,雾化压力2–5 bar,得到多孔结构颗粒。喷雾干燥后经高温烧结(800–900℃),形成多孔钛酸钡。颗粒孔隙率40%,对CO₂的灵敏度比传统材料提高30%,适用于便携式传感器。
钛酸钡因其优异的物理化学性能,在电子、能源、环保等领域需求旺盛。喷雾干燥技术可通过调整工艺参数(如温度、雾化方式、添加剂)实现颗粒形貌、粒径和分散性的精准控制,满足不同应用场景的需求。上述案例表明,离心喷雾干燥机(适用于大规模生产)和气流/实验室型喷雾干燥机(适用于研发和小批量生产)均可有效制备高性能钛酸钡粉体。