鈦酸鍶
時(shí)間：2020-12-15
閱讀：
鈦酸鍶(Strontium titanate）分子式SrTi03，相對(duì)分子質(zhì)量183.502。
1．產(chǎn)品性能
白色結(jié)晶粉末，屬立方晶型，密度5.11g/cm3，熔點(diǎn)2020℃。它是鐵電材料，但其居里溫度為-250℃，故在使用溫度下實(shí)際上是順電相。鈦酸鍶的介電常數(shù)為250，若摻入少量Bi203 , Ti02后，其介電常數(shù)可提高幾倍。鈦酸鍶可溶于濃鹽酸、硝酸和氫氟酸中，但不溶于水和堿溶液中。鈦酸鍶晶體具有高折射指數(shù)，其電性能與鈦酸鋇相似。
2．生產(chǎn)方法
(1)固相法 碳酸鍶或硝酸鍶與二氧化鈦于高溫下反應(yīng)，生成鈦酸鍶，經(jīng)球磨、酸洗、干燥得成品。
TiCl4＋SrC12＋2H2C2O4＋5H20→SrTiO(C2O4)2·4H20＋6 HCl
SrTiO(C2O4）2·4H20→SrTi03＋2CO2＋4H20＋2CO
3．工藝流程
(1)固相法
(1)固相法 將等物質(zhì)的量的SrCO3和Ti02裝入球磨機(jī)中，通過球磨進(jìn)行混合和粉碎。然后將混合均勻的物料置于電爐中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度一般控制在1250℃，煅燒2.5～3h。經(jīng)煅燒制得SrTiO3熔塊。熔塊再經(jīng)粉碎后，酸洗除雜、過
濾、洗滌。最后將濾餅干燥即得鈦酸鍶成品。
(2）液相碳酸鹽沉淀法 將來自鈦白粉廠的偏鈦酸和市售的氯化鍶凈化除雜，使其純度達(dá)到99.8％以上。然后將兩者按一定配方進(jìn)行混合，在常溫、激烈攪拌的條件下，加入適量的沉淀劑碳酸銨；反應(yīng)1.5～2h。再過濾、洗滌，除去沉淀物中夾帶的C1-等雜質(zhì)。將洗凈后的沉淀物干燥、粉碎后，進(jìn)行緞燒。緞燒溫度以不高于1000℃，煅燒時(shí)間不超過3h為宜。用該法制備的鈦酸鍶純度大于99.5％，粉體的平均粒徑小于0.5um。該法原料成本與生產(chǎn)能耗均較低，產(chǎn)品質(zhì)量高。
(3)草酸沉淀法 先將四氯化鈦、氯化鍶、草酸分別配制成一定濃度的溶液，再將四氯化鈦溶液和氯化鍶溶液混合，混合液中Ti與Sr的物質(zhì)的量比為1:0.01～1.02)。然后將混合液緩慢加入到溫度為60～70℃的草酸溶液中，并在此溫度下反應(yīng)2.5～3h。草酸的用量略高于鍶量的2倍（以物質(zhì)的量計(jì)）。反應(yīng)完成后，過濾、洗滌。需進(jìn)行多次洗滌，洗至濾液用AgNO3溶液檢驗(yàn)不出現(xiàn)渾濁為止，表明沉淀中夾帶的C1-等雜質(zhì)已被洗去。然后將過濾洗滌后的沉淀物進(jìn)行干燥，粉碎后再進(jìn)行緞燒，煅燒溫度控制在890～910℃的范圍內(nèi)，鍛燒時(shí)間2.5 h左右，得到鈦酸鍶。
說明：①草酸沉淀法生產(chǎn)高純鈦酸鍶，使其鍶鈦物質(zhì)的量比為1000，關(guān)鍵技術(shù)之一是精確控制四氯化鈦和氯化鍶的原料配方。但四氯化鈦易揮發(fā)水解，使得定量控制較為困難。
②同鈦酸鋇生產(chǎn)方法類似，也可用水熱法制備鈦酸鍶。先將四氯化鈦、氯氧化鈦或者硫酸氧鈦進(jìn)行水解，得到水合二氧化鈦沉淀，過濾，洗滌除去C1-或S042-等雜質(zhì)。然后將其與水溶性鍶鹽或氫氧化物按1：(1～2)的物質(zhì)的量比混合，在pH大于13的強(qiáng)堿性溶液中進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)溫度高于l00℃，反應(yīng)時(shí)間8～10h。反應(yīng)生成物經(jīng)過濾、洗滌、干燥即得鈦酸鍶成品。用該法制得的SrTi03純度可達(dá)99.5％以上，粉體的平均粒度在0.03um左右。
6．產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
鈦酸鍶與鈦酸鋇相似，其產(chǎn)品用途是用作電子陶瓷材料，制造陶瓷電容器和PTC熱敏電阻。SrTi03晶界層陶瓷電容器是20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來的一種性能優(yōu)異的電容器，和BaTi03晶界層電容器相比，它具有介電損耗低、溫度穩(wěn)定性好、體積小等優(yōu)點(diǎn)，因而較快地得到推廣應(yīng)用。SrTi03還可用來制作多功能傳感器。例如在SrTi03中摻入一定量的BaTi03和MgCr204，通過燒結(jié)形成多孔結(jié)構(gòu)的SrTi03-BaTi03 -MgCr2O4陶瓷可制作溫度濕度變化的雙功能傳感器。這種陶瓷傳感器通過測(cè)定電阻和電容兩個(gè)電參量的變化，可以獨(dú)立地檢測(cè)濕度和溫度的變化。
鈦酸鍶也是制備低溫超導(dǎo)體、人造寶石的材料。
1．產(chǎn)品性能
白色結(jié)晶粉末，屬立方晶型，密度5.11g/cm3，熔點(diǎn)2020℃。它是鐵電材料，但其居里溫度為-250℃，故在使用溫度下實(shí)際上是順電相。鈦酸鍶的介電常數(shù)為250，若摻入少量Bi203 , Ti02后，其介電常數(shù)可提高幾倍。鈦酸鍶可溶于濃鹽酸、硝酸和氫氟酸中，但不溶于水和堿溶液中。鈦酸鍶晶體具有高折射指數(shù)，其電性能與鈦酸鋇相似。
2．生產(chǎn)方法
(1)固相法 碳酸鍶或硝酸鍶與二氧化鈦于高溫下反應(yīng)，生成鈦酸鍶，經(jīng)球磨、酸洗、干燥得成品。
TiCl4＋SrC12＋2H2C2O4＋5H20→SrTiO(C2O4)2·4H20＋6 HCl
SrTiO(C2O4）2·4H20→SrTi03＋2CO2＋4H20＋2CO
3．工藝流程
(1)固相法
(1)固相法 將等物質(zhì)的量的SrCO3和Ti02裝入球磨機(jī)中，通過球磨進(jìn)行混合和粉碎。然后將混合均勻的物料置于電爐中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度一般控制在1250℃，煅燒2.5～3h。經(jīng)煅燒制得SrTiO3熔塊。熔塊再經(jīng)粉碎后，酸洗除雜、過
濾、洗滌。最后將濾餅干燥即得鈦酸鍶成品。
(2）液相碳酸鹽沉淀法 將來自鈦白粉廠的偏鈦酸和市售的氯化鍶凈化除雜，使其純度達(dá)到99.8％以上。然后將兩者按一定配方進(jìn)行混合，在常溫、激烈攪拌的條件下，加入適量的沉淀劑碳酸銨；反應(yīng)1.5～2h。再過濾、洗滌，除去沉淀物中夾帶的C1-等雜質(zhì)。將洗凈后的沉淀物干燥、粉碎后，進(jìn)行緞燒。緞燒溫度以不高于1000℃，煅燒時(shí)間不超過3h為宜。用該法制備的鈦酸鍶純度大于99.5％，粉體的平均粒徑小于0.5um。該法原料成本與生產(chǎn)能耗均較低，產(chǎn)品質(zhì)量高。
(3)草酸沉淀法 先將四氯化鈦、氯化鍶、草酸分別配制成一定濃度的溶液，再將四氯化鈦溶液和氯化鍶溶液混合，混合液中Ti與Sr的物質(zhì)的量比為1:0.01～1.02)。然后將混合液緩慢加入到溫度為60～70℃的草酸溶液中，并在此溫度下反應(yīng)2.5～3h。草酸的用量略高于鍶量的2倍（以物質(zhì)的量計(jì)）。反應(yīng)完成后，過濾、洗滌。需進(jìn)行多次洗滌，洗至濾液用AgNO3溶液檢驗(yàn)不出現(xiàn)渾濁為止，表明沉淀中夾帶的C1-等雜質(zhì)已被洗去。然后將過濾洗滌后的沉淀物進(jìn)行干燥，粉碎后再進(jìn)行緞燒，煅燒溫度控制在890～910℃的范圍內(nèi)，鍛燒時(shí)間2.5 h左右，得到鈦酸鍶。
說明：①草酸沉淀法生產(chǎn)高純鈦酸鍶，使其鍶鈦物質(zhì)的量比為1000，關(guān)鍵技術(shù)之一是精確控制四氯化鈦和氯化鍶的原料配方。但四氯化鈦易揮發(fā)水解，使得定量控制較為困難。
②同鈦酸鋇生產(chǎn)方法類似，也可用水熱法制備鈦酸鍶。先將四氯化鈦、氯氧化鈦或者硫酸氧鈦進(jìn)行水解，得到水合二氧化鈦沉淀，過濾，洗滌除去C1-或S042-等雜質(zhì)。然后將其與水溶性鍶鹽或氫氧化物按1：(1～2)的物質(zhì)的量比混合，在pH大于13的強(qiáng)堿性溶液中進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)溫度高于l00℃，反應(yīng)時(shí)間8～10h。反應(yīng)生成物經(jīng)過濾、洗滌、干燥即得鈦酸鍶成品。用該法制得的SrTi03純度可達(dá)99.5％以上，粉體的平均粒度在0.03um左右。
6．產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
鈦酸鍶與鈦酸鋇相似，其產(chǎn)品用途是用作電子陶瓷材料，制造陶瓷電容器和PTC熱敏電阻。SrTi03晶界層陶瓷電容器是20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來的一種性能優(yōu)異的電容器，和BaTi03晶界層電容器相比，它具有介電損耗低、溫度穩(wěn)定性好、體積小等優(yōu)點(diǎn)，因而較快地得到推廣應(yīng)用。SrTi03還可用來制作多功能傳感器。例如在SrTi03中摻入一定量的BaTi03和MgCr204，通過燒結(jié)形成多孔結(jié)構(gòu)的SrTi03-BaTi03 -MgCr2O4陶瓷可制作溫度濕度變化的雙功能傳感器。這種陶瓷傳感器通過測(cè)定電阻和電容兩個(gè)電參量的變化，可以獨(dú)立地檢測(cè)濕度和溫度的變化。
鈦酸鍶也是制備低溫超導(dǎo)體、人造寶石的材料。
