鈣钛礦氧化物的結構?​钛酸鈣的合成方法有固相反應合成法、機械力化學合成法、熔鹽合成法、化學共沉澱法、溶膠凝膠法及水熱合成法，我來為大家科普一下關于鈣钛礦氧化物的結構?以下内容希望對你有幫助!

鈣钛礦氧化物的結構

​钛酸鈣的合成方法有固相反應合成法、機械力化學合成法、熔鹽合成法、化學共沉澱法、溶膠凝膠法及水熱合成法。

钛酸鈣(CaO-TiO2)耐火材料的制備合成方法

1.固相反應合成法：

為合成CaTiO3粉體普遍使用的方法，通過TiO2和CaO或Ca(OH)2或CaCO3為原料，按一定的化學計量比，經過長時間的機械混合，在溫度較高(T＞1300℃)、時間較長的環境下兩種原料發生固相擴散反應來制備CaTiO3，制備出的CaTiO3硬度高，形狀為塊狀結構，需要接下來進行破碎、研磨方可得到不同目數的粉狀CaTiO3。

韓沖等人采用兩種原料分别為碳酸鈣與二氧化钛，在1400℃保溫2h的制備狀态下固相反應合成顆粒尺寸為5μm的钛酸鈣。

由于這種方法通過機械研磨混合原料物料，需要的合成條件不僅是較高的煅燒溫度，且相應比較長的保溫時間，這就容易造成晶粒長大快，所以該方法不适合精密的陶瓷材料的生産使用。

但是，對于合成钛酸鈣作為耐火材料用料來講，固相反應法合成钛酸鈣具有原料易得、原理簡單、合成污染少、生産工藝簡單、制品機械強度大等優點。

2.機械力化學合成法：

為制備非金屬材料和納米陶瓷材料的重要方法之一，該法原理是通過外加産生的機械能使固體物質産生形狀變化、晶狀結構改變，進而觸發在物理上與化學上的相應變化。

吳其勝等人通過行星式球磨機，公轉速度設置是300r/min，自轉速度設置是200r/min，将一定化學計量比氧化鈣和銳钛礦(或金紅石)粉體進行球磨40h，始終控制溫度在60℃以下，制備得到晶粒尺寸為2030nm的CaTiO3粉體，分析了機械力化學合成法制備CaTiO3過程的3個階段，并且發現銳钛礦在晶型轉變為金紅石時，具備相對的更優異的反應活性。

機械力化學化合成钛酸鈣的方法具有原料采集簡易、制備工藝不繁瑣的優勢。

但是這個方法合成的钛酸鈣晶粒尺寸、顆粒的形貌及相組成都受球磨時間影響，需要球磨時間過長，能量較大，産率低，此外，高頻率長期的震動方式從球磨機介質中引入一些雜質會降低合成钛酸鈣的純度。所以機械力化學方法合成钛酸鈣應用仍不廣泛。

3.熔鹽合成法：

為利用低熔點鹽類作為反應發生介質，當氧化物在某種鹽類中溶解時，能夠快速擴散，使多種氧化物在液相中以分子、原子級别上均勻混合并發生固液反應合成産物，經過過濾和洗滌得到最終制品。

陳萬兵等人以碳酸鈣和二氧化钛為原料，氯化鈣為反應介質，将混合物經過球磨機混合10min，在800℃保溫3h，冷卻後，反複洗滌過濾掉熔鹽得到粒度小于0.5μm的钛酸鈣粉體。

熔鹽合成法制備钛酸鈣，與傳統的固相反應法合成相比，合成溫度相對較低、産物成分均勻穩定、晶體形貌好、純度高，但是反應消耗大量熔鹽，且反應後續處理工藝複雜。

3.化學共沉澱方法：

為以多種金屬鹽溶液為原料，混合後充分調制的過程中添加堿性溶液，使溶液中的多種陽離子一起沉澱下來，産生沉澱混合，接着将沉澱物過濾清潔、降低水分、合理溫度下煅燒，最終得到複合氧化産物。

彭子飛利用化學共沉澱法将HiTiO33、H2O2、NH3、Ca(O3)2為原料，制備出粒度0.5μm钛酸鈣粉末，沉澱産物煅燒溫度為650℃保溫2h。

通過化學共沉澱方法合成钛酸鈣能夠制備分布較為均勻的沉澱前驅體産物，産物性質穩定，操作簡便，相對于固相法合成钛酸鈣粉體，在燒結溫度上相比較其溫度比較低，節省能源，在燒結時間上其時間上也比傳統上時間有很大程度的縮減，具有較高的效率。

4.溶膠凝膠法：

為一定比例金屬無機鹽或金屬醇鹽被混合在溶劑中，攪拌達到充分混合轉變為溶膠，溶膠通過幹燥脫水轉變成凝膠，通過适當溫度下燒結可制備出超細粉體。

張啟龍等人以钛酸丁酯和硝酸鈣為前驅體，二者單獨溶解在無水乙醇均勻混合後，把硝酸鈣無水乙醇液體倒入钛酸丁酯無水乙醇液體，并且使用濃硝酸和乙醇調節溶液酸堿度，攪拌均勻後得到的溶膠放在60℃的水浴中20h轉變為凝膠，把钛酸鈣幹凝膠在800℃下煅燒1h形成粒度是60～70nm钛酸鈣。

溶膠凝膠法制備钛酸鈣粉體的方法使反應發生在溶液中，得到的産物均勻度達到原子級，煅燒溫度相對固相反應法有所降低，但是操作複雜，産生有機物對人體有害，溶膠凝膠耗時長，産量小。

5.水熱合成法：

在密閉容器(高壓反應釜)中進行，通過其他液體進行媒介，在加溫和加壓情況下合成材料的方法。

王榮等人利用水熱合成法，将無水氯化鈣和四氯化钛分别溶于去離子水和鹽酸中，将兩種溶液攪拌後加入氫氧化鈉溶液，再次調和後，将混合物放在高壓反應釜中，溫度200℃下保溫6h，把反應完成後的沉澱物過濾、洗滌及幹燥獲得平均晶粒大小為1μm的钛酸鈣粉末。

通過水熱合成法制備钛酸鈣粉體具備産物結晶度高晶粒均勻、穩定性高、反應溫度低、能源消耗少等優點。

除了以上5種合成钛酸鈣粉體的方法，東北大學的隋智通等還研究了從高钛渣中提取鈣钛礦。

根據所選材料高钛渣相關基本性質，采用改變熔渣的氧勢與化學成分含量，改變钛(主要是鈣钛礦)在高钛渣中的分布與其去向。

根據這種方法就能夠将钛氧化物進行集中利用，再根據調控高钛渣的不同的冷卻制度來進行分析選擇鈣钛礦産生結晶過程中必要的析出與長大的條件，根據需求進行添加不同的合成劑來進行調節高钛渣中鈣钛礦的形狀，以達到将钛進行組分收集，從而得到鈣钛礦的平均晶粒尺寸在40～50μm。但是這種方法提取出的钛酸鈣成分複雜，亦不适合直接引入耐火材料。

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