六鈦酸鉀晶體的正交試驗

邢文文，王晶，李鳳月，梁曉夏，孟艷芝，劉金，沈毅

(華北理工大學 材料科學與工程學院，河北 唐山 063009)

六鈦酸鉀晶體的正交試驗

邢文文，王晶，李鳳月，梁曉夏，孟艷芝，劉金，沈毅

(華北理工大學 材料科學與工程學院，河北 唐山 063009)

六鈦酸鉀；KDC法；正交試驗；影響因素

采用KDC (Kneading-Drying-Calcination)法合成了六鈦酸鉀晶體。通過TG-DTA測試初步確定了六鈦酸鉀正交試驗的煅燒溫度范圍，采用XRD和SEM測試分析了正交樣品的物相組成和微觀形貌。由正交試驗的極差分析得出了煅燒溫度、升溫速率以及保溫時間對六鈦酸鉀形貌的權重，煅燒溫度影響最大，其次為升溫速率、保溫時間影響最小。當煅燒溫度為1 100 ℃時，在800 ℃之后升溫速率保持3 ℃/min，保溫1 h可獲得形貌較理想的六鈦酸鉀晶須；當煅燒溫度為900 ℃時，在700 ℃之后升溫速率保持3 ℃/min，保溫3 h可獲得形貌較理想的六鈦酸鉀顆粒。

鈦酸鉀是指化學式為K2O·nTiO2，晶形多為針狀的無機高分子化合物[1]，n一般取2、4、6、8，n不同得到的鈦酸鉀變體在結構和性能上存在明顯差異[2,3]。其中六鈦酸鉀晶體的應用價值最大，它具有優異的化學穩定性和物理性能，比如優異的耐腐蝕性、耐磨性[4]、耐熱隔熱性[5]以及力學性能，而且生產成本相對較低，目前主要用于摩擦材料、絕熱材料和增強材料[6]等領域。合成六鈦酸鉀晶體的方法主要有燒結法、溶膠-凝膠法、水熱法、熔融法、助熔劑法[7,8]、微波合成法[9]。其中燒結法工藝簡單且成本較低，適合于工業化生產，但也存在結晶性不好、結塊嚴重等問題[10,11]。目前，對燒結法合成六鈦酸鉀晶體的研究很多[3,10-13]，探討的影響因素主要有原料的摩爾配比、煅燒溫度、保溫時間、升溫速率。……