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来源:中国粉体网   昧光

[导读]  碳酸钙在光电材料领域的应用

中国粉体网讯  许多人对碳酸钙的“印象”是廉价和低端,在造纸、塑料、涂料中用作填充材料。其实,碳酸钙的应用技术已经较为成熟,在许多基础领域也有不少高值化应用案例。碳酸钙的应用是否高端或高值化,一方面是应用领域是否高端,另一方面是碳酸钙发挥的作用,它为产品创造和赋予了多少价值。

 

以光电材料为例,碳酸钙作为电子元器件的原材料之一,具有降低介电常数对温度的依赖、改变居里温度、提高耐电压和铁电性能等特性。而且,相比其他材料廉价就是它材料属性之外的巨大优势,是其占据市场的先天条件。

 

一、碳酸钙在光电材料领域的应用

 

有研究表明,随着钙量的增加,BaTiO3的低温相变点会移向更低的温度,这使BaTiO3晶粒尺寸几乎呈线性下降,所以在烧结时碳酸钙的加入能有效促进芯片致密化。因此,碳酸钙被用作为晶粒细化剂,以抑制BaTiO3晶粒的过分长大。

 

从整个光电材料领域看,碳酸钙在PTC热敏电阻、MLCC(多层陶瓷电容器)或BME MLCC(贱金属电极多层陶瓷电容器),微波通信器件及功能陶瓷材料,半导体电容:主要用于生产BaTiO3基表面层型半导体电容,钙化合物电子器件,玻璃或电子玻璃(如LCD、PDP玻璃基板),Al2O3基陶瓷基片,SrTiO3基压敏电阻,LED荧光粉、夜光粉等众多场景都有所使用。

 

从光电子级碳酸钙产品本身来看,目前国内产品的粒径多为1.0~16.0μm,纯度在99.50%左右,主要以中低端产品为主。

 

二、高端光电子级碳酸钙研究概况

 

1国外

 

Donnelly等采用干冰碳化法,选择合适的溶剂,对碳酸钙的高纯度和粒径进行了有效控制,该方法依赖于有机溶剂,增加了工业生产的成本。Yashina等提供了一种分段流动微控反应器,可以实现晶体尺寸、纯度以及晶型的优异把控,但该方法的反应器结构复杂。

 

2国内

 

李明松用微波强化法制备了平均粒径为300nm,晶型为方解石,纯度为99.83%的碳酸钙,该法只适用于理论研究,不适用于工业生产。

 

侯亚雯等人采用工业氯化钙和碳酸氢铵为原料,酒石酸为添加剂,合成了纯度高、粒径小、分布均匀的方解石碳酸钙,并探讨了添加剂酒石酸的作用机理。


图1 侯亚雯实验中碳酸钙的形貌

 

从图1可以看出,所得碳酸钙的粒径分布均匀,其范围为2.0~3.0μm,且形状为近球形。


 

表1 侯亚雯实验中碳酸钙固相成分含量

 

如表1所示,碳酸钙的纯度达到了99.86%,镁、铁质量分数低于0.005%,锰、铝等其他金属元素均没有检测出来。

 

三、光电级碳酸钙相关指标


 

高纯光电子级碳酸钙电镜照片 图片来源:创新世纪光电材料


高纯光电子级碳酸钙粒径分布直方图 图片来源:创新世纪光电材料


 

电子级碳酸钙指标 图片来源:廊坊鹏采化工

 

四、光电级碳酸钙生产厂家

 

佛山市松宝电子功能材料有限公司、东营市创新世纪光电材料有限责任公司、武强县立车发光材料有限公司、廊坊鹏彩精细化工有限公司、上海红蝶化工有限公司、上海瑞玉光电材料有限公司等。


结语

 

上述几家光电子级碳酸钙生产厂家,产品大多以光电材料用化工品为主,目前品类相对较少,有碳酸锶、碳酸钙、硫酸钡等几种。

 

此外,价格方面据东营市创新世纪光电材料有限责任公司和上海瑞玉光电材料有限公司报价,小批量订购大约在25元/公斤左右。

 

参考来源

侯亚雯,等:电子级碳酸钙的合成及机理,华南理工大学

东营市创新世纪光电材料有限责任公司

廊坊鹏彩精细化工有限公司

中国粉体网

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作者:昧光

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