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富含6Li的锂基陶瓷Li2TiO3以其可观的锂原子密度、低活化性、优异的化学稳定性、与结构材料良好的相容性以及良好的氚低温释放性能,被公认为是一种综合性能优良、最具前途的固体氚增殖剂之一。目前Li2TiO3粉体的合成无论是固相法还是湿化学法都离不开以TiO2或其水合物为钛源,其原料来源有限且制备成本高,因此寻求新的合成方法,制备粒径小、表面能高的Li2TiO3陶瓷粉体,是Li2TiO3材料研究的热点。针对这一问题,本文在对原位水解-相转化法合成Li2TiO3理论分析的基础上,借助XRD、DSC-TGA、SEM等技术手段,系统地研究了各影响因素(Li用量、TiCl4浓度、反应温度、反应时间、洗涤过程)对合成Li2TiO3的结构、形貌和粒度的影响规律,并考察了所得Li2TiO3粉末的烧结性能。以TiCl4为钛源、LiOH·H2O为锂源兼水解诱导剂,采用原位水解-相转化法合成了亚稳态锂钛复合氧化物前躯体,结合后续热处理成功合成了固体氚增殖材料单斜晶Li2TiO3。制备单一组成和结构的单斜晶Li2TiO3的条件为：方案Ⅰ,加料Li/Ti比为理论Li/Ti比的1.05倍,TiCl4浓度为0.5mol·L-1, LiOH浓度为4.0mol·L-1,反应温度为65℃,反应时间为1h,液固分离后洗涤脱氯,将沉淀干燥后于800℃下热处理6h。方案Ⅱ,加料Li/Ti比为理论Li/Ti比的1.6倍,TiCl4浓度为0.5mol·L-1,LiOH浓度为6.0mol·L-1,反应温度为95℃,反应时间为6h,液固分离后将沉淀干燥,再于800℃下热处理6h,然后用蒸馏水充分洗涤脱氯。两种方案所得Li2TiO3粉末颗粒均匀性和分散性较好,形貌规整,为类似斜立方颗粒,平均粒径约为100～200nm。Li2TiO3粉末烧结性能实验结果表明,随着烧结温度的升高,Li2TiO3陶瓷圆片烧结后密度及线性收缩率逐渐增大。烧结时间、成型压力等对陶瓷圆片烧结性能影响较小。粘结剂的添加对陶瓷强度有所增强,对陶瓷表面形貌有所改善,陶瓷表面小孔丰富,分布均匀且孔径较小。通过改善压制成型与烧结等影响因素,结果表明,当添加粘结剂含量为3wt.%,烧结温度为1000℃,烧结时间为4h,成型压力为125～150MPa时,获得的Li2TiO3陶瓷圆片密度约为91%T.D.,线性收缩率约为14%,圆片表面小孔分布均匀而且孔洞丰富,孔径约为1μm,说明原位水解-相转化法所得Li2TiO3粉末有较好的烧结性能。