專利名稱：一種自蔓延高溫合成制備高致密SrTiO₃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，用于制備難容金屬、金屬間化合物、陶瓷材料、超硬材 料等，具體涉及一種自蔓延高溫合成制備高致密SrTiO3的方法。
背景技術(shù)：
自蔓延高溫合成(Self-propagation High-temperature Synthesis,簡寫 SHS)是 一種利用化學(xué)反應(yīng)放熱使反應(yīng)持續(xù)進行以合成新材料的新技術(shù)，它具有反應(yīng)速度快、設(shè)備 簡單、操作方便等優(yōu)點。該技術(shù)自上世紀60年代以來得到了迅速的發(fā)展，并在工業(yè)生產(chǎn)中 廣泛應(yīng)用。SHS技術(shù)的另一大特點是反應(yīng)中產(chǎn)生大量的氣體，適合制備多孔材料，而要使反應(yīng) 得到致密材料，不僅取決于壓力的大小、加壓時間，還取決于其它工藝參數(shù)的選擇如壓坯密 度、燃燒速度、燃燒時間等，因此，需要找到一種有效的制備高致密SrTiO3的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自蔓延高溫合成制備高致密SrTiO3的方法，采用的自 蔓延高溫合成(SHS)-加壓致密一體化技術(shù)制備的高密度(密度> 5. Og/cm3) SrTiO3陶瓷 材料，該方法具有反應(yīng)快、使用設(shè)備簡單、操作方便等優(yōu)點。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種自蔓延高溫合成制備高致密SrTiO3的方法，包括如下步驟 第一步，備料，原料采用CrO3> Ti、SrO和TiO2,將CrO3> Ti、SrO和TiO2按重量份2 3 :4 :1的比例備料，反應(yīng)方程為2Cr03+3Ti+4Sr0+TiA=4SrTi03+2Cr+Q ；選用直徑小于 70 μ m-150 μ m的原料，按上述比例混勻；
第二步，取20g-40g混合后的原料，放入模具中制成壓坯，壓坯密度為52%-57% ； 第三步，把上述制備好的壓坯放入SHS-加壓致密裝置中，壓坯通過點火裝置引燃并開 始反應(yīng)，當燃燒時間為6 8s，燃燒速度為3 4mm/s時，施加160MPa MO MPa的壓力， 即可得到高致密SrTi03。本發(fā)明的有益效果為
USHS技術(shù)具有反應(yīng)速度快、設(shè)備簡單、操作方便、節(jié)能等優(yōu)點，采用SHS —加壓致密一 體化技術(shù)可制備高密度的SrTiO3陶瓷材料。2、本發(fā)明采用的自蔓延(SHS)-加壓致密一體化技術(shù)制備的高密度(密度> 5. 0g/cm3)SrTi03陶瓷材料的工藝參數(shù)為壓力160MPa MO MPa，壓坯密度52%_57%，燃 燒速度3 4mm/s，燃燒時間為6 8s。本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并 且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可 以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。


圖1為SHS-加壓致密一體化裝置示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明采用SHS-加壓致密一體化技術(shù)合成制備高密度的SrTiO3陶瓷材料，反應(yīng)方程 為2Cr03+3Ti+4Sr0+TiA=4SrTi03+2Cr+Q，按如下步驟進行
第一步備料，原料采用CrO3> Ti、SrO和TiO2，將CrO3> Ti、SrO和TiO2按重量份2 3 4 1的比例備料，選用直徑小于70 μ m-150 μ m的原料，按上述比例混勻；
第二步，取20g-40g混合后的原料，放入模具中制成壓坯，壓坯密度為52%-57% ； 第三步，把上述制備好的壓坯放入SHS-加壓致密裝置中，壓坯通過點火裝置引燃并開 始反應(yīng)，同時放出大量的熱，反應(yīng)絕熱溫度可達3200°C，使整個反應(yīng)在液態(tài)下完成；當燃燒 時間為6 8s，燃燒速度為3 4mm/s時，施加160MPa MOMPa的壓力，即可得到高致密 SrTiO3陶瓷材料(密度> 5. Og/cm3)。圖1為SHS-加壓致密一體化裝置示意圖，將壓坯2放入自蔓延裝置1中，由控制 裝置4控制點火裝置3和加壓，P即指壓力，壓坯2通過點火裝置3引燃并開始反應(yīng)，當燃 燒時間為6 8s，燃燒速度為3 4mm/s時，由控制裝置4控制施加160MPa MOMPa的壓 力，即可得到高致密SrTiO3陶瓷材料。實施例一
本發(fā)明采用SHS-加壓致密一體化技術(shù)合成制備高密度的SrTiO3陶瓷材料，反應(yīng)方程 為2Cr03+3Ti+4Sr0+TiA=4SrTi03+2Cr+Q，按如下步驟進行
第一步備料，原料采用CrO3> Ti、SrO和TiO2，將CrO3> Ti、SrO和TiO2按重量份2 3 41的比例備料，選用直徑小于70μπι的原料，按上述比例混勻；
第二步，取20g混合后的原料，放入模具中制成壓坯，壓坯密度為52% ； 第三步，把上述制備好的壓坯放入SHS-加壓致密裝置中，壓坯通過點火裝置引燃并開 始反應(yīng)，同時放出大量的熱，反應(yīng)絕熱溫度可達3200°C，使整個反應(yīng)在液態(tài)下完成；當燃燒 時間為6s，燃燒速度為3mm/s時，施加160MPa的壓力，即可得到高致密SrTiO3陶瓷材料(密 度> 5. Og/cm3)。實施例二
本發(fā)明采用SHS-加壓致密一體化技術(shù)合成制備高密度的SrTiO3陶瓷材料，反應(yīng)方程 為2Cr03+3Ti+4Sr0+TiA=4SrTi03+2Cr+Q，按如下步驟進行
第一步備料，原料采用CrO3> Ti、SrO和TiO2，將CrO3> Ti、SrO和TiO2按重量份2 3 4 1的比例備料，選用直徑小于150 μ m的原料，按上述比例混勻；
第二步，取40g混合后的原料，放入模具中制成壓坯，壓坯密度為57% ； 第三步，把上述制備好的壓坯放入SHS-加壓致密裝置中，壓坯通過點火裝置引燃并開 始反應(yīng)，同時放出大量的熱，反應(yīng)絕熱溫度可達3200°C，使整個反應(yīng)在液態(tài)下完成；當燃燒 時間為8s，燃燒速度為4mm/s時，施加MOMPa的壓力，即可得到高致密SrTiO3陶瓷材料(密 度> 5. Og/cm3)。實施例三
本發(fā)明采用SHS-加壓致密一體化技術(shù)合成制備高密度的SrTiO3陶瓷材料，反應(yīng)方程 為2Cr03+3Ti+4Sr0+TiA=4SrTi03+2Cr+Q，按如下步驟進行第一步備料，原料采用CrO3> Ti、SrO和TiO2，將CrO3> Ti、SrO和TiO2按重量份2 3 4 1的比例備料，選用直徑小于100 μ m的原料，按上述比例混勻；
第二步，取30g混合后的原料，放入模具中制成壓坯，壓坯密度為55% ； 第三步，把上述制備好的壓坯放入SHS-加壓致密裝置中，壓坯通過點火裝置引燃并開 始反應(yīng)，同時放出大量的熱，反應(yīng)絕熱溫度可達3200°C，使整個反應(yīng)在液態(tài)下完成；當燃燒 時間為6s，燃燒速度為3mm/s時，施加180MPa的壓力，即可得到高致密SrTiO3陶瓷材料(密 度 > 5. Og/cm3)。 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案 的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1. 一種自蔓延高溫合成制備高致密SrTiO3的方法，其特征在于包括如下步驟 第一步，備料，原料采用CrO3> Ti、SrO和TiO2,將CrO3> Ti、SrO和TiO2按重量份2 3 :4 :1的比例備料，反應(yīng)方程為2Cr03+3Ti+4Sr0+TiA=4SrTi03+2Cr+Q ；選用直徑小于 70 μ m-150 μ m的原料，按上述比例混勻；第二步，取20g-40g混合后的原料，放入模具中制成壓坯，壓坯密度為52%-57% ； 第三步，把上述制備好的壓坯放入SHS-加壓致密裝置中，壓坯通過點火裝置引燃并開 始反應(yīng)，當燃燒時間為6 8s，燃燒速度為3 4mm/s時，施加160MPa MO MPa的壓力， 即可得到高致密SrTi03。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自蔓延高溫合成制備高致密SrTiO3的方法，第一步，備料，將CrO3、Ti、SrO和TiO2按重量份2341的比例備料，選用直徑小于70μm-150μm的原料，按上述比例混勻；第二步，取20g-40g混合后的原料，放入模具中制成壓坯，壓坯密度為52%-57%；第三步，把上述制備好的壓坯放入SHS-加壓致密裝置中，壓坯通過點火裝置引燃并開始反應(yīng)，當燃燒時間為6～8s，燃燒速度為3～4mm/s時，施加160MPa～240MPa的壓力，即可得到高致密SrTiO3。本發(fā)明具有反應(yīng)快、使用設(shè)備簡單、操作方便等優(yōu)點。
文檔編號C04B35/47GK102126854SQ20111010088
公開日2011年7月20日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者張瑞珠, 楊杰, 蘇萬山, 譚群燕, 韋樂余, 齊新華 申請人:華北水利水電學(xué)院