在一锅中制备改性氟化钡的方法与流程

1.本发明属于化合物的制备技术领域，具体涉及在一锅中制备氟化钡，随后用氧化钇对其进行包覆改性的方法。


背景技术：

2.氟化钡属于无机难溶盐类，在水溶液中溶解度低，且为高熔点(1335℃)物质，具有特殊的光致发光特性，作为一种制备荧光和激光材料的基质材料。氟化钡晶体还是一种新型无机闪烁晶体，可用于探测γ射线、α和β粒子。氟化钡还是一种优良的高密度光学材料，其透光范围为250～15000nm，折射率为1.48，因此能用于各种高性能光学透镜。氟化钡可以连接晶格常数不同的半导体作为良好的缓冲层。氟化钡具有较高的发光效率和能量分辨率，它可同时用于时间谱和能谱的测量。氟化钡晶体具有快的时间特性，使它在粒子物理、核医学、核物理以及遥感技术等方面的运用越来越广泛。在核物理领域，利用氟化钡晶体快的时间特性，氟化钡可以用于定时测量、γ多重性测量、核能级寿命测量和轻带电粒子鉴别等实验。氟化钡晶体还可用作co2激光器、整机的窗口材料及其它光学元件和开发高温超导器件等。然而，典型蒸发制备的氟化钡薄膜具有吸湿性，氟化钡的硬度是氟化钙的一半，并且也更容易受到热冲击，因此容易在湿热环境中发生性能损失。
3.三氧化二钇(y2o3，以下简称为氧化钇)是一种与氟化钡具有重叠透光范围的陶瓷材料，其镀膜可以作为各种光学部件的隔离层或者保护层。在氟化钡上包覆氧化钇镀层不会影响氟化钡的光学性能，还能够作为氟化钡的保护膜，以抵抗热冲击或者潮湿的侵袭。
4.目前合成氟化钡的方法有干法(固相合成法)和湿法(液相合成法)等。与湿法相比，干法所用原料易得，价格低廉，制备工艺简单，所需设备较少，反应的副产物容易处理，生产过程无废水、废液排放，不产生二次污染，具有良好的经济效益与环境效益。但热分解所需要的温度较高，时间较长并且能耗大。
5.然而，目前缺乏简单有效地在一个工艺中制备耐抗热冲击的氟化钡的方法。


技术实现要素：

6.针对上述技术问题，本发明的目的在于提供在一锅中制备氟化钡，随后用氧化钇对其进行包覆以提高耐热冲击性的方法。该方法借助于磁控溅射工艺和滚筒反应工艺创造性地将氟化钡的干法制备(通过氟硅酸钡的热分解反应)和耐热冲击性处理集成在单一工艺中，极大地简化了干法制备氟化钡并且对其耐热冲击性处理的工艺程序。由于通过热分解制备氟化钡的过程需要在高温(现有技术中通常需要在350℃以上)下进行，并且磁控溅射氧化钇膜的过程也需要加热到基材到类似的高温，因此在通过热分解制备氟化钡之后进行的磁控溅射能够利用通过热分解制备氟化钡的加热能量，从而显著降低了总的能量需求。此外，热分解制备氟化钡过程中的真空环境能够降低制备氟化钡的温度和持续时间，从而显著降低了通过干法制备氟化钡的能量需求和成本，以及防止了产物氧化。另外，热分解制备氟化钡的过程也降低了磁控溅射包覆氧化钇以提高耐热冲击性的过程中对基材的常
规加热温度(现有技术中通常需要在500℃以上)。
7.为实现上述目的，本发明采取以下具体技术方案：
8.在一个方面中，提供了在一锅中制备改性氟化钡的方法，包括下列步骤：
9.(1)将氟硅酸钡颗粒置于反应滚筒中，所述反应滚筒还包括开口、用于遮挡开口的可转动的挡板、可转动的挡板内侧的第一筛网以及为反应滚筒送气的第一进气管、排气的排气管；
10.(2)将所述反应滚筒置于真空室中，将真空室和反应滚筒抽真空直到背底真空小于或等于0.0001pa，将反应滚筒中的氟硅酸钡颗粒加热至250-340℃，以促使氟硅酸钡热分解；
11.(3)在氟硅酸钡热分解并且从所述排气管排出热分解生成的气体后，往反应滚筒内充氩气至气压为0.1-0.5pa，以金属钇作为靶材，采用直流磁控溅射方法进行预溅射；
12.(4)预溅射后，打开挡板，通入包含氧气和氩气的工艺气体并且调制真空室和反应滚筒内的压力为2-7pa，开始进行正式溅射，反应滚筒在溅射的同时保持滚动状态，冷却后得到氟化钡颗粒。
13.优选地，在步骤(2)和(3)中，用可转动的挡板将反应滚筒的开口遮挡住，使得热分解生成的气体不接触靶材和溅射靶架，并且使得预溅射的产物不能沉积到反应滚筒中的颗粒上。
14.优选地，步骤(4)还包括在预溅射结束时，打开挡板，然后开始溅射，同时将所述反应滚筒以10-50r/min的速度旋转。
15.优选地，在步骤(1)之前还包括以下步骤：
16.(a)向磷肥生产过程的副产物中加入氨水或碳铵进行反应，反应完冷却后，过滤制得氟硅酸铵产品；所述磷肥生产过程的副产物为氟硅酸溶液；
17.(b)将制得的氟硅酸铵与碳酸钡或氢氧化钡进行反应，得到氟硅酸钡；
18.(c)将干燥的氟硅酸钡粉碎至平均粒度为20-300微米，作为步骤(1)的氟硅酸钡颗粒原料。
19.优选地，步骤(3)还包括将溅射靶架置于反应滚筒的开口外侧，所述溅射靶架与开口之间的距离为30-80mm。
20.优选地，在步骤(3)和(4)中，预溅射和正式溅射的靶电源功率为400-500w。
21.优选地，通过排气管将所述反应滚筒与抽真空装置连通，并且步骤(2)还包括在氟硅酸钡热分解的同时，利用抽真空装置从所述反应滚筒中抽出产生的四氟化硅气体，并且将抽出的四氟化硅气体通入水中得到氟硅酸溶液再利用。
22.优选地，步骤(3)还包括将反应滚筒的温度进一步加热到400-490℃。
23.任选地，预溅射的持续时间为30-70分钟。
24.优选地，在步骤(4)中，通入的工艺气体中氧气分压为0.01-0.10pa。
25.优选地，所述反应滚筒与第一电机相连，并且步骤(2)包括通过启动第一电机，将反应滚筒转动的同时，将所述氟硅酸钡热分解。在这种情况下，热分解的温度为250-300℃，并且热分解时间为2-3小时。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.现有的干法制备氟化钡的方法通常需要在350℃或更高的温度下将氟硅酸钡热分
解至少4小时。然而，本发明的方法将将氟硅酸钡的热分解过程集成在真空磁控溅射，以提高耐热冲击性，同时反应滚筒还在转动，因此能够显著降低反应温度和热分解时间，使得在250-340℃下就能够通过热分解得到氟化钡粉末颗粒。
28.此外，由于通过热分解制备氟化钡的过程需要在高温(现有技术中通常需要在350℃以上)下进行，并且磁控溅射氧化钇膜以提高耐热冲击性的过程也需要加热基材到类似的高温，因此在通过热分解制备氟化钡之后，进行的磁控溅射能够利用通过热分解制备氟化钡的加热能量，从而显著降低了总的能量需求。
29.此外，由于本发明的方法在一锅中制备氟化钡，随后磁控溅射氧化钇以提高耐热冲击性，因此也极大地简化了干法制备氟化钡并且提高其耐热冲击性的程序。
附图说明
30.图1为滚筒式磁控溅射镀膜装置的结构示意图；
31.图2为反应滚筒的示意图。
32.附图中，1-反应滚筒，2-真空室，3-溅射靶架，4-开口，5-第一滤网，6-第二进气管，7-挡板，8-第一电机，9-第二电机，10-排气管，11-圆形架，12-连接杆，13-前部分，14-后部分，15-第一进气管。
具体实施方式
33.本发明所述在一锅中制备改性氟化钡的方法，使用滚筒式磁控溅射镀膜装置，如图1-图2所示，包括转动单元、反应滚筒1、真空室2和溅射靶架3，转动单元连接并控制反应滚筒1转动，反应滚筒1和溅射靶架3设在真空室2内，反应滚筒1水平设置，且反应滚筒1一端的开口4面向溅射靶架3，所述开口4处设有第一滤网5，既防止反应滚筒1内的固体物料漏出，又使得溅射靶架3向反应滚筒1内溅射材料；
34.第一滤网5的外侧设有可转动的挡板7，用于在反应滚筒1进行反应时遮挡开口4；抽真空装置通过管路连接真空室2，控制真空室2和反应滚筒1的真空度。溅射靶架3连接真空室2外的电源，第一滤网5的网孔孔径为10-300微米。
35.所述转动单元包括第一电机8和转动密封轴承，第一电机8设在真空室2的外部，第一电机8的转轴通过转动密封轴承水平的穿过真空室2的侧壁，并连接反应滚筒1的末端，用于驱动反应滚筒1转动。
36.所述反应滚筒1的外侧设有加热装置，用于为反应滚筒1内的化学反应提供热量；反应滚筒1的末端设有排气管10，用于排出反应滚筒1内的气体，排气管10的出口端延伸至靠近真空室2的侧壁的位置，例如距离真空室2的侧壁1-3cm；
37.反应滚筒1的前端设置所述开口4，开口4为圆形，开口4的外侧(即靠近溅射靶架3的一侧)设有挡板架，用于辅助控制所述挡板7的转动，以实现所述开口4的开启和关闭。
38.所述加热装置为普通的加热套筒即可，加热套筒套在反应滚筒外侧，但不与反应滚筒接触，无需与反应滚筒转动。
39.所述挡板架包括第二电机9和圆形架11，圆形架11平行于所述开口4且与开口4间隔一定距离，该距离略大于挡板7的厚度，圆形架11与开口4之间容纳挡板7，圆形架11的直径大于开口4的直径，圆形架11的顶部或底部通过连接杆12连接开口4的顶部或底部，从而
固定圆形架11的位置；
40.所述挡板7为圆形，挡板7分为前后两部分，前部分13靠近溅射靶架3，后部分14靠近开口4，前部分13的直径大于后部分14的直径，从而挡板7的边缘形成向外凸出的搭边；后部分14的直径略小于开口4的直径，使得挡板7遮蔽开口4时，后部分14能够嵌入开口4，前部分13的搭边抵住开口4的外侧边缘，前部分13的搭边面向开口4的一侧设置密封垫，提高反应滚筒1的封闭效果；
41.第二电机9的输出轴可拆卸的连接挡板7的前部分13的顶部，能够控制挡板7转入或转出圆形架11与开口4之间的空间；当挡板7转入圆形架11与开口4之间的空间后，第二电机9的输出轴通过伸缩实现挡板7与开口4的闭合或脱离。
42.为了避免真空室2内环境对第二电机9的影响，第二电机9外可设保护套。反应滚筒1内氟硅酸钡热分解，需要关闭开口4时，此时挡板7处于圆形架11外部，第二电机9控制挡板7转入圆形架11与开口4之间的空间，连接杆12用于限位，防止挡板7转动过度，使得挡板7的后部分14正对开口4；第二电机9的输出轴伸长，将挡板7的后部分14推入开口4，挡板7的前部分13的搭边抵住开口4的外侧边缘，实现开口4关闭，输出轴回缩并脱离挡板7，不影响反应滚筒1进行反应时的转动。需要溅射靶架3向反应滚筒1进行溅射时，第二电机9的输出轴伸出并重新连接挡板7，再带动挡板7一起回缩，挡板7的后部分14脱离开口4，第二电机9的输出轴反向转动，带动挡板7转出圆形架11与开口4之间的空间，此时挡板7与反应滚筒1脱离，不影响反应滚筒1进行溅射时的转动。
43.第二电机9的输出轴与挡板7可拆卸连接方式可以为卡接式，即挡板7连接处设盲孔，盲孔内壁设有若干凹槽或一圈凹槽，凹槽向盲孔外侧凸出，输出轴外侧壁设有配合所述凹槽的可收缩的凸起部，输出轴插入盲孔，凸起部伸出并卡入凹槽，实现输出轴与挡板7的连接；凸起部收缩进输出轴，输出轴可抽出盲孔，实现输出轴与挡板7的脱离。
44.所述排气管10的进口端设有第二滤网，防止反应滚筒1内的固体物料随气体排出；
45.抽真空装置连接真空室2的位置靠近排气管10的出口端，反应滚筒内氟硅酸钡热分解时产生的四氟化硅气体，通过排气管10排入真空室2内，再通过抽真空装置抽出真空室2；在步骤(4)的正式溅射时，持续通入反应滚筒的工艺气体也通过排气管10排入真空室2内，再通过抽真空装置抽出真空室2。
46.所述抽真空装置还对应连接流量计、分子泵和机械泵，同时配置电器控制及冷却循环水系统(图中没有示出)。
47.所述开口4的外侧设有第一进气管15，第一进气管15的出气口面对开口4，且第一进气管15不接触反应滚筒1，只是向反应滚筒1内部持续吹送氧气和氩气，提供反应滚筒1内部的工艺气氛围；
48.第一进气管15延伸出真空室2，第一进气管15的进气口并联真空室2外部的氧气罐和氩气罐。
49.所述氩气罐还连接第二进气管6，第二进气管6进入真空室2，为真空室2补充氩气。
50.所述溅射靶架3与开口4之间的距离为30-80mm。
51.在本发明中，将规定粒度的氟硅酸钡粉末颗粒置于反应滚筒1中，关闭反应滚筒1的挡板7。打开抽真空装置的机械泵，利用第一进气管15和第二进气管6将真空室2和反应滚筒1内抽真空到1-5pa，打开分子泵，对真空室2和反应滚筒1内部抽真空到到小于或等于
0.0001pa。然后，利用与反应滚筒1相连的加热装置将反应滚筒1中的氟硅酸钡颗粒加热至250-340℃，以促使氟硅酸钡热分解。在热分解的同时，在第一电机8的作用下，使反应滚筒1中的氟硅酸钡粉末颗粒处于转动状态，此时粉体可均匀地分散。第一电机8提供给反应滚筒1的旋转速度为可以为10-50r/min。
52.在氟硅酸钡热分解后，打开抽真空装置，通过排气管10将热分解得到的四氟化硅气体通过第二滤网排出到真空室2外。
53.然后，往真空室2内充氩气至气压0.1-0.5pa，以金属钇作为靶材，采用直流磁控溅射方法进行预溅射。
54.预溅射后，打开所述挡板7，利用第一进气管15和第二进气管6通入包含氧气和氩气的工艺气体，并且调制真空室2内和反应滚筒1腔体的压力为2-7pa，开始进行正式溅射，反应滚筒1在溅射的同时保持滚动状态，冷却后得到氧化钇改性的氟化钡颗粒。在溅射过程中，第一电机8提供给反应滚筒1的转度为10-40r/min。
55.下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于说明书上的内容。所用试剂均为本领域可商购的试剂。
56.制备例1
57.向浓度为40％的氟硅酸溶液600g中加入10mol/l的氨水360ml进行氨解，冷却过滤制得氟硅酸铵300g；取制得的300g氟硅酸铵与氢氧化钡295g混合均匀，在180℃的温度下分解5小时，得到氟硅酸钡固体370g。将氟硅酸钡固体研磨到平均粒度为20微米的粉末颗粒。
58.制备例2
59.按照制备例1相同的方式获得氟硅酸钡粉末颗粒，不同之处在于将氟硅酸钡固体研磨到平均粒度为200微米的粉末颗粒。
60.制备例3
61.按照制备例1相同的方式获得氟硅酸钡粉末颗粒，不同之处在于将氟硅酸钡固体研磨到平均粒度为300微米的粉末颗粒。
62.制备例4
63.按照制备例1相同的方式获得氟硅酸钡粉末颗粒，不同之处在于将氟硅酸钡固体研磨到平均粒度为350微米的粉末颗粒。
64.以下实施例均使用上述的滚筒式磁控溅射镀膜装置制备改性氟化钡。
65.实施例1
66.(1)将制备例1中获得的300g氟硅酸钡颗粒置于反应滚筒中，关闭挡板；
67.(2)将所述反应滚筒置于真空室中，打开抽真空装置的机械泵，将真空室和反应滚筒抽真空到1pa，打开抽真空装置的分子泵，对真空室和反应滚筒均抽真空到0.0001pa，
68.利用加热装置将反应滚筒中的氟硅酸钡颗粒加热至280℃，以促使氟硅酸钡热分解，同时调节第一电机提供给反应滚筒的旋转速度为25r/min，使得反应滚筒保持旋转；
69.(3)在氟硅酸钡热分解3.5小时并且从排气管排出热分解生成的四氟化硅气体后，将溅射靶架置于反应滚筒的开口外侧，溅射靶架与开口之间的距离为30mm；
70.利用第二进气管向真空室内充氩气，用质量流量计控制其流量保持在20sccm，抽真空装置持续抽气，至真空室的气压稳定在0.5pa，以金属钇作为靶材，采用直流磁控溅射方法进行预溅射30min；
71.准备金属钇为溅射靶材，金属钇的纯度为99.99％(得自北京新材料科技有限公司)；
72.(4)预溅射后，打开挡板，将金属钇溅射靶材安装在溅射靶架上，利用第一进气管和第二进气管向真空室和反应滚筒内通入包含氧气和氩气的工艺气体，并且调节真空室和反应滚筒内的压力为2pa，其中氧气的分压控制为0.01pa，继续加热反应滚筒至400℃；调节第一电机提供给反应滚筒的旋转速度为25r/min；
73.打开溅射靶架的电源，开始进行正式溅射，溅射功率为450w，反应滚筒在溅射的同时保持滚动状态；在磁控溅射30min后，停止溅射，被溅射的原子附着改性，
74.冷却后得到氟化钡颗粒，按顺序关闭流量计、分子泵和机械泵，再打开放气阀缓慢向真空室内放气，当真空室内压力与大气压力平衡后，打开真空室，取出改性的氟化钡颗粒150g。
75.实施例2
76.按照基本与实施例1相同的方法制备包覆氟化钡颗粒，不同之处在于在上述步骤(2)中，利用加热装置将反应滚筒中的氟硅酸钡颗粒加热至300℃。
77.实施例3
78.按照基本与实施例1相同的方法制备包覆氟化钡颗粒，不同之处在于在上述步骤(2)中，利用加热装置将反应滚筒中的氟硅酸钡颗粒加热至340℃。
79.实施例4
80.按照基本与实施例1相同的方法制备包覆氟化钡颗粒，不同之处在于在上述步骤(4)中，调制真空室内和反应滚筒内部的压力为7pa。
81.实施例5
82.按照基本与实施例1相同的方法制备包覆氟化钡颗粒，不同之处在于在上述步骤(2)中，在反应滚筒旋转的同时进行热分解反应，其中调节第一电机提供给反应滚筒的旋转速度为10r/min。
83.实施例6
84.按照基本与实施例1相同的方法制备包覆氟化钡颗粒，不同之处在于在上述步骤(4)中，控制氧分压为0.1pa。
85.实施例7-8
86.按照基本与实施例1相同的方法制备包覆氟化钡颗粒，不同之处在于分别使用制备例2和制备例3的氟硅酸钡粉末作为原料。
87.对比例1
88.按照基本与实施例1相同的方法制备包覆氟化钡颗粒，不同之处在于使用制备例4的氟硅酸钡粉末作为原料。
89.对比例2
90.将制备例1中获得的氟硅酸钡颗粒置于反应滚筒中，将反应滚筒升温至550℃煅烧8小时，生成氟化钡固体和四氟化硅气体。四氟化硅气体用水吸收并水解，过滤制得氟硅酸溶液，返回用于氨解。
91.对比例3
92.按照基本与实施例1相同的方法制备包覆氟化钡颗粒，不同之处将对比例2获得的
氟化钡固体制成衬底作为溅射的基材，并且磁控溅射时将衬底加热到580℃。
93.测试例
[0094]-测试纯度
[0095]
称取在110℃干燥的试样0.5克(精准至0.0001g)，置于铂金坩埚内，少量水润湿，5ml高氯酸，在低温电炉上加热至冒浓烟近干后后，取下，移入烧杯中，稀释至100ml，加热至沸，在搅拌下匀速滴加20ml硫酸溶液(20％)，盖好烧杯，在温热处静置3h或放置过夜。用慢速定量滤纸过滤，沉淀用热水洗涤至滤液无酸性为止。将沉淀同滤纸置于已灼烧至恒重的瓷坩埚内，干燥灰化，并在高温马弗炉内于850
±
5℃灼烧至恒重,灼烧后沉淀质量为m1克。按下式分别计算实施例和对比例中得到氟化钡的百分含量，并且将其作为纯度。
[0096]
baf2％＝{(m1*0.7514)/m}*100
[0097]
式中：m1为灼烧后沉淀质量，g；
[0098]
m为样品质量，g；
[0099]
0.7514为硫酸钡转换氟化钡的系数。
[0100]
测试结果如表1所示。
[0101]-测试产率
[0102]
根据纯度测试中计算的氟化钡含量按照下式计算各实施例和对比例的产率。
[0103]
产率＝(纯度*样品质量)/氟硅酸钡质量
[0104]
测试结果如表1所示。
[0105]
表1实施例和对比例的纯度和产率
[0106][0107]-热冲击测试
[0108]
分别将实施例和对比例中获得包覆氟化钡制成厚度为10mm的圆形样品，并且用透
光率仪测试其在250-8000nm下的透光率。然后将样品置于冷热冲击试验箱的热室中，将样品升温到80℃，并且保持该温度1小时。将样品从热室中取出，放置于室温下10分钟，然后将样品继续放入热室中，升温到100℃，并且保持该温度1小时。将样品从热室中取出，放置于室温下1小时。再次测试各样品在250-8000nm下的透光率。结果如表2所示。
[0109]
表2实施例和对比例的热冲击前后的变化率
[0110]
项目热冲击前的透光率(％)热冲击后的透光率(％)变化率(％)实施例189.487.10.2实施例289.388.50.8实施例388.787.71.1实施例488.287.80.4实施例586.385.90.4实施例689.988.81.2实施例790.588.12.6实施例882.280.91.5对比例190.585.15.9对比例291.175.217.4对比例391.084.96.7
[0111]-x射线能谱测试
[0112]
采用thermo fisher k-αx射线光电子能谱(xps)仪对实施例1和对比例2中的改性氟化钡颗粒进行表征。结果在实施例1得到的xps能谱中，在156.8ev和158.9ev处出现了氧化钇的特征峰，在529.9ev处也出现了特征峰。然而，对比例2的样品获得的xps能谱中，在上述位置处就没有出现特征峰。以上结果证明了氟化钡已经成功被氧化钇改性。
[0113]
由表1可以看出，在获得几乎等同的氟化钡纯度和产率的条件下，与对比例相比，实施例1-8中的氟硅酸钡热分解的温度明显更低，并且热分解时间也显著缩短。
[0114]
由表2可以看出，本发明的方法已经成功获得了氧化钇包覆的氟化钡颗粒，因为样品在热冲击测试中透光率几乎不发生变化，而对比例1-3虽然在最初具有高的透光率，但是在热冲击之后，透光率显著下降。
[0115]
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.在一锅中制备改性氟化钡的方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)将氟硅酸钡颗粒置于反应滚筒中，所述反应滚筒还包括开口、用于遮挡开口的可转动的挡板、可转动的挡板内侧的第一筛网以及为反应滚筒送气的第一进气管、排气的排气管；(2)将所述反应滚筒置于真空室中，将真空室和反应滚筒抽真空直到背底真空小于或等于0.0001pa，将反应滚筒中的氟硅酸钡颗粒加热至250-340℃，以促使氟硅酸钡热分解；(3)在氟硅酸钡热分解并且从所述排气管排出热分解生成的气体后，往反应滚筒内充氩气至气压为0.1-0.5pa，以金属钇作为靶材，采用直流磁控溅射方法进行预溅射；(4)预溅射后，打开挡板，通入包含氧气和氩气的工艺气体并且调制真空室和反应滚筒内的压力为2-7pa，开始进行正式溅射，反应滚筒在溅射的同时保持滚动状态，冷却后得到氟化钡颗粒。2.如权利要求1所述的在一锅中制备改性氟化钡的方法，其特征在于，在步骤(2)和(3)中，用可转动的挡板将反应滚筒的开口遮挡住，使得热分解生成的气体不接触靶材和溅射靶架，并且使得预溅射的产物不能沉积到反应滚筒中的颗粒上。3.如权利要求1所述的在一锅中制备改性氟化钡的方法，其特征在于，步骤(4)还包括在预溅射结束时，打开挡板，然后开始溅射，同时将所述反应滚筒以10-50r/min的速度旋转。4.如权利要求1所述的在一锅中制备改性氟化钡的方法，其特征在于，在步骤(1)之前还包括以下步骤：(a)向磷肥生产过程的副产物中加入氨水或碳铵进行反应，反应完冷却后，过滤制得氟硅酸铵产品；所述磷肥生产过程的副产物为氟硅酸溶液；(b)将制得的氟硅酸铵与碳酸钡或氢氧化钡进行反应，得到氟硅酸钡；(c)将干燥的氟硅酸钡粉碎至平均粒度为20-300微米，作为步骤(1)的氟硅酸钡颗粒原料。5.如权利要求1所述的在一锅中制备改性氟化钡的方法，其特征在于，步骤(3)还包括将溅射靶架置于反应滚筒的开口外侧，所述溅射靶架与开口之间的距离为30-80mm。6.如权利要求1所述的在一锅中制备改性氟化钡的方法，其特征在于，在所述步骤(3)和(4)中，预溅射和正式溅射的靶电源功率为400-500w。7.如权利要求4所述的在一锅中制备改性氟化钡的方法，其特征在于，通过排气管将所述反应滚筒与抽真空装置连通，并且步骤(2)还包括在氟硅酸钡热分解的同时，利用抽真空装置从所述反应滚筒中抽出产生的四氟化硅气体，并且将抽出的四氟化硅气体通入水中得到氟硅酸溶液再利用。8.如权利要求1-7中任意一项所述的在一锅中制备改性氟化钡的方法，其特征在于，步骤(3)还包括将反应滚筒的温度进一步加热到400-490℃，预溅射的持续时间为30-70分钟。9.如权利要求1-7中任意一项所述的在一锅中制备改性氟化钡的方法，其特征在于，在步骤(4)中，通入的工艺气体中氧分压为0.01到0.10pa。10.如权利要求1-7中任意一项所述的在一锅中制备改性氟化钡的方法，其特征在于，所述反应滚筒与第一电机相连，并且步骤(2)包括通过启动第一电机，将反应滚筒转动的同
时，将所述氟硅酸钡热分解。在这种情况下，热分解的温度为250-300℃，并且热分解时间为2-3小时。

技术总结
本发明中提供了在一锅中制备改性氟化钡的方法，包括下列步骤：(1)将氟硅酸钡颗粒置于反应滚筒中；(2)将所述反应滚筒置于真空室中，将真空室和反应滚筒抽真空直到背底真空小于或等于0.0001Pa，将反应滚筒中的氟硅酸钡颗粒加热至250-340℃，以促使氟硅酸钡热分解；(3)在氟硅酸钡热分解并且从所述排气管排出热分解生成的气体后，往反应滚筒内充氩气至气压为0.1-0.5Pa，以金属钇作为靶材，采用直流磁控溅射方法进行预溅射；(4)预溅射后，打开挡板，通入包含氧气和氩气的工艺气体并且调制真空室和反应滚筒内的压力为2-7Pa，开始进行正式溅射，反应滚筒在溅射的同时保持滚动状态，冷却后得到氟化钡颗粒。后得到氟化钡颗粒。后得到氟化钡颗粒。


技术研发人员：徐小峰
受保护的技术使用者：上海太洋科技有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/7/20