A Study on the Synthesis of Potassium Hexatitanate Whisker by the Slow Cooling Calcination Process

서냉 소성법에 의한 육티탄산칼륨 Whisker의 합성에 관한 연구

Fibrous potassium hexatitanate whisker with the size of $ID=0.5{\sim}1{\mu}m$ and length=$100{\sim}1000{\mu}m$ (aspect ratio=100~1000) was produced through the reaction between titanium dioxide and potassium carbonate using the slow-cooling calcination followed by water leaching treatment. The optimum condition for the production of fibrous potassium titanate was calcination temperature of $1100^{\circ}C$ for 5hrs, $TiO_2$ mole ratlo to $K_2CO_3$ of 4.5 and slow-cooling rate of $0.5^{\circ}C/min$ to $860^{\circ}C$. Fibrous crystal are grown by the association between the solid potassium titanate and liquid phase during the slow-cooling process. The Proper water leaching condition for removing of K component was leaching time of 10hrs in boiling water. Pressurizing of the mixture of $K_2CO_3$ and $TiO_2$ to be calcinated became effective on the growth of fibrous crystal.

육티탄산칼륨을 $860{\sim}1100^{\circ}C$의 온도범위에서 서냉소성법에 의해 효과적으로 합성하였다. 섬유상의 $K_2Ti_6O_{13}$의 결정을 얻기 위해서는 소성온도 $1100^{\circ}C$, $K_2CO_3$에 대한 $TiO_2$의 mole ratio는 4.5가 가장 적절하였다. 소성 후 서냉조작은 결정상의 티탄산칼륨과 $K_2O$와 $TiO_2$의 혼합물 액상과의 화합으로 티탄산칼륨의 섬유상 결정화에 효과적이며, 적절한 서냉속도는 $860^{\circ}C$까지 $0.5^{\circ}C/min$이었다. 서냉 소성 후 물에 의한 알칼리 침출 조작에 의해 단상의 $K_2Ti_6O_{13}$의 섬유상이 얻어지며 이때의 침출조건은 끓는물에서 10시간이 적절하였다. 또한 소성시료인 $K_2CO_3$와 $TiO_2$ 혼합물에 대한 가압은 티탄산칼륨의 섬유화에 매우 효과적이었다. 최종적으로 얻어진 육티탄산칼륨은 직경 $0.5{\sim}1{\mu}m$, 길이는 $100{\sim}1000{\mu}m$로 aspect ratio 100~1000의 섬유상 결정이었다.