По технологии с использованием неорганических веществ возможно получать титанаты щелочноземельных металлов; делались попытки получения твердых растворов соединений. Для синтеза титаната бария к водному раствору хлорида титана при непрерывном перемешивании добавляют водный раствор осадителя (NH4OH, NaOH и др.) Затем к суспензии образующегося гидроксида добавляют при перемешивании водный раствор, содержащий катионы Ba2+ (в частности BaCl2). Образующийся осадок фильтруют, промывают, высушивают и прокаливают. Процесс может быть выражен следующей схемой:

TiOCl2 · nH2O + Ba2+ + 2Cl- + 2NH4OH → y BaO · TiO2 · nH2O + 2NH4Cl

Полученный после промывки и сушки порошок имеет высокую удельную поверхность, до 200 м2/г; величина Sуд резко уменьшается с повышением температуры и времени термообработки. Уменьшении Sуд происходит как за счет увеличения размера частиц, так и за счет образования агломератов частиц. [1] По современным представлениям, высокая чистота, структура и субмикронная дисперсность материалов определяют электрофизические параметры и стабильность изделий на их основе. Наиболее перспективными для синтеза подобных материалов являются методы, основанные на химических реакциях в жидкой фазе с выделением продуктов реакции в осадок. Особенность этих методов заключается в том, что синтез материалов осуществляют как «интегрирование» зерен материала, начиная с молекулярного уровня. Наиболее интересной в этом отношении является золь – гель технология из алкоксидов металлов, позволяющая получать как простые, так и сложные композиционные материалы. Титанат бария является основой для большинства керамических конденсаторных материалов. Технология алкоксидного синтеза включает в себя следующие стадии:

- приготовление смешанных сложных растворов в органическом растворителе, включающих в себя все элементы будущих оксидных соединений в необходимой пропорции;

- гидролиз растворов;

термообработка продуктов гидролиза. Золь – гель метод применяли в реакциях гидролиза: а) смеси алкоксидов титана и бария, б) двойных алкоксидов титана и бария, в) алкоксида титана в растворе гидроксида бария. Бутоксид титана Ti(OR)4 (квалификации «чистый» ) перегоняли под вакуумом. Изопропоксид бария Ba(i-C3H7O)2 синтезировали растворением металлического бария в изопропиловом спирте (1). Реакцию проводили в атмосфере сухого аргона в колбе с обратным холодильником, снабженным трубкой с хлоридом кальция (во избежание гидролиза). Изопропиловый спирт обезвоживали кипячением над свежепрокаленным оксидом кальция и последующей двукратной перегонкой. Синтез проводили в избытке спирта при температуре 30 – 40º С. Для получения титаната бария BaTiO3 смешивали расчетные по стехиометрии количества Ba(OR)2 и Ti(OR)4, затем проводили гидролиз деионизованной водой:

Ba(i-C3H7O)2 + Ti(OC4H9)4 + 3H2O → BaTiO3 + 2C3H7OH + 4C4H9OH (1)

Белый рыхлый порошок отделяли от раствора центрифугированием или фильтрованием, высушивали на воздухе.

Вторая серия образцов титаната бария была получена гидролизом двойных алкоксидов MIIMIV(OR)x. Навеску металлического бария вводили в рассчитанное по стехиометрии количество бутоксида титана Ti(OC4H9)4, растворенного в бутиловом спирте (2):

Ba + Ti(OC4H9)4 + 2C4H9OH → BaTi(OC4H9)6 + H2↑. (2)

Реакция начиналась сразу после небольшого нагрева смеси, процесс шел в токе предварительно осушенного инертного газа. В результате реакции (2) образовывался мутный с желтоватым оттенком раствор, добавление к которому деионизованной воды приводило к интенсивному осаждению белого творожистого осадка. Полученный осадок сушили и прокаливали при 600 – 650º С на воздухе. Проведено исследование влияния условий гидролиза: мольного соотношения алкоксид: вода, температуры воды и рН – на структуру и состав титаната бария. Изучение структуры и фазового состава синтезированного титаната бария осуществляли с помощью электронного микроскопа УЕМ–120, растрового УМ-2, электронографа ЭРМ-100. По результатам исследований установлено, что минимальные размеры структурных элементов BaTiO3 составляют (30 – 50) · 10-3 мкм. Синтез титаната бария гидролизом алкоголята титана в растворе гидроксида бария осуществлялся по следующей схеме: