钛酸锶
时间：2020-12-15
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钛酸锶(Strontium titanate）分子式SrTi03，相对分子质量183.502。
1．产品性能
白色结晶粉末，属立方晶型，密度5.11g/cm3，熔点2020℃。它是铁电材料，但其居里温度为-250℃，故在使用温度下实际上是顺电相。钛酸锶的介电常数为250，若掺入少量Bi203 , Ti02后，其介电常数可提高几倍。钛酸锶可溶于浓盐酸、硝酸和氢氟酸中，但不溶于水和碱溶液中。钛酸锶晶体具有高折射指数，其电性能与钛酸钡相似。
2．生产方法
(1)固相法 碳酸锶或硝酸锶与二氧化钛于高温下反应，生成钛酸锶，经球磨、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．工艺流程
(1)固相法
(1)固相法 将等物质的量的SrCO3和Ti02装入球磨机中，通过球磨进行混合和粉碎。然后将混合均匀的物料置于电炉中进行煅烧，煅烧温度一般控制在1250℃，煅烧2.5～3h。经煅烧制得SrTiO3熔块。熔块再经粉碎后，酸洗除杂、过
滤、洗涤。最后将滤饼干燥即得钛酸锶成品。
(2）液相碳酸盐沉淀法 将来自钛白粉厂的偏钛酸和市售的氯化锶净化除杂，使其纯度达到99.8％以上。然后将两者按一定配方进行混合，在常温、激烈搅拌的条件下，加入适量的沉淀剂碳酸铵；反应1.5～2h。再过滤、洗涤，除去沉淀物中夹带的C1-等杂质。将洗净后的沉淀物干燥、粉碎后，进行缎烧。缎烧温度以不高于1000℃，煅烧时间不超过3h为宜。用该法制备的钛酸锶纯度大于99.5％，粉体的平均粒径小于0.5um。该法原料成本与生产能耗均较低，产品质量高。
(3)草酸沉淀法 先将四氯化钛、氯化锶、草酸分别配制成一定浓度的溶液，再将四氯化钛溶液和氯化锶溶液混合，混合液中Ti与Sr的物质的量比为1:0.01～1.02)。然后将混合液缓慢加入到温度为60～70℃的草酸溶液中，并在此温度下反应2.5～3h。草酸的用量略高于锶量的2倍（以物质的量计）。反应完成后，过滤、洗涤。需进行多次洗涤，洗至滤液用AgNO3溶液检验不出现浑浊为止，表明沉淀中夹带的C1-等杂质已被洗去。然后将过滤洗涤后的沉淀物进行干燥，粉碎后再进行缎烧，煅烧温度控制在890～910℃的范围内，锻烧时间2.5 h左右，得到钛酸锶。
说明：①草酸沉淀法生产高纯钛酸锶，使其锶钛物质的量比为1000，关键技术之一是精确控制四氯化钛和氯化锶的原料配方。但四氯化钛易挥发水解，使得定量控制较为困难。
②同钛酸钡生产方法类似，也可用水热法制备钛酸锶。先将四氯化钛、氯氧化钛或者硫酸氧钛进行水解，得到水合二氧化钛沉淀，过滤，洗涤除去C1-或S042-等杂质。然后将其与水溶性锶盐或氢氧化物按1：(1～2)的物质的量比混合，在pH大于13的强碱性溶液中进行反应。反应温度高于l00℃，反应时间8～10h。反应生成物经过滤、洗涤、干燥即得钛酸锶成品。用该法制得的SrTi03纯度可达99.5％以上，粉体的平均粒度在0.03um左右。
6．产品标准
钛酸锶与钛酸钡相似，其产品用途是用作电子陶瓷材料，制造陶瓷电容器和PTC热敏电阻。SrTi03晶界层陶瓷电容器是20世纪70年代中期发展起来的一种性能优异的电容器，和BaTi03晶界层电容器相比，它具有介电损耗低、温度稳定性好、体积小等优点，因而较快地得到推广应用。SrTi03还可用来制作多功能传感器。例如在SrTi03中掺入一定量的BaTi03和MgCr204，通过烧结形成多孔结构的SrTi03-BaTi03 -MgCr2O4陶瓷可制作温度湿度变化的双功能传感器。这种陶瓷传感器通过测定电阻和电容两个电参量的变化，可以独立地检测湿度和温度的变化。
钛酸锶也是制备低温超导体、人造宝石的材料。
1．产品性能
白色结晶粉末，属立方晶型，密度5.11g/cm3，熔点2020℃。它是铁电材料，但其居里温度为-250℃，故在使用温度下实际上是顺电相。钛酸锶的介电常数为250，若掺入少量Bi203 , Ti02后，其介电常数可提高几倍。钛酸锶可溶于浓盐酸、硝酸和氢氟酸中，但不溶于水和碱溶液中。钛酸锶晶体具有高折射指数，其电性能与钛酸钡相似。
2．生产方法
(1)固相法 碳酸锶或硝酸锶与二氧化钛于高温下反应，生成钛酸锶，经球磨、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．工艺流程
(1)固相法
(1)固相法 将等物质的量的SrCO3和Ti02装入球磨机中，通过球磨进行混合和粉碎。然后将混合均匀的物料置于电炉中进行煅烧，煅烧温度一般控制在1250℃，煅烧2.5～3h。经煅烧制得SrTiO3熔块。熔块再经粉碎后，酸洗除杂、过
滤、洗涤。最后将滤饼干燥即得钛酸锶成品。
(2）液相碳酸盐沉淀法 将来自钛白粉厂的偏钛酸和市售的氯化锶净化除杂，使其纯度达到99.8％以上。然后将两者按一定配方进行混合，在常温、激烈搅拌的条件下，加入适量的沉淀剂碳酸铵；反应1.5～2h。再过滤、洗涤，除去沉淀物中夹带的C1-等杂质。将洗净后的沉淀物干燥、粉碎后，进行缎烧。缎烧温度以不高于1000℃，煅烧时间不超过3h为宜。用该法制备的钛酸锶纯度大于99.5％，粉体的平均粒径小于0.5um。该法原料成本与生产能耗均较低，产品质量高。
(3)草酸沉淀法 先将四氯化钛、氯化锶、草酸分别配制成一定浓度的溶液，再将四氯化钛溶液和氯化锶溶液混合，混合液中Ti与Sr的物质的量比为1:0.01～1.02)。然后将混合液缓慢加入到温度为60～70℃的草酸溶液中，并在此温度下反应2.5～3h。草酸的用量略高于锶量的2倍（以物质的量计）。反应完成后，过滤、洗涤。需进行多次洗涤，洗至滤液用AgNO3溶液检验不出现浑浊为止，表明沉淀中夹带的C1-等杂质已被洗去。然后将过滤洗涤后的沉淀物进行干燥，粉碎后再进行缎烧，煅烧温度控制在890～910℃的范围内，锻烧时间2.5 h左右，得到钛酸锶。
说明：①草酸沉淀法生产高纯钛酸锶，使其锶钛物质的量比为1000，关键技术之一是精确控制四氯化钛和氯化锶的原料配方。但四氯化钛易挥发水解，使得定量控制较为困难。
②同钛酸钡生产方法类似，也可用水热法制备钛酸锶。先将四氯化钛、氯氧化钛或者硫酸氧钛进行水解，得到水合二氧化钛沉淀，过滤，洗涤除去C1-或S042-等杂质。然后将其与水溶性锶盐或氢氧化物按1：(1～2)的物质的量比混合，在pH大于13的强碱性溶液中进行反应。反应温度高于l00℃，反应时间8～10h。反应生成物经过滤、洗涤、干燥即得钛酸锶成品。用该法制得的SrTi03纯度可达99.5％以上，粉体的平均粒度在0.03um左右。
6．产品标准
钛酸锶与钛酸钡相似，其产品用途是用作电子陶瓷材料，制造陶瓷电容器和PTC热敏电阻。SrTi03晶界层陶瓷电容器是20世纪70年代中期发展起来的一种性能优异的电容器，和BaTi03晶界层电容器相比，它具有介电损耗低、温度稳定性好、体积小等优点，因而较快地得到推广应用。SrTi03还可用来制作多功能传感器。例如在SrTi03中掺入一定量的BaTi03和MgCr204，通过烧结形成多孔结构的SrTi03-BaTi03 -MgCr2O4陶瓷可制作温度湿度变化的双功能传感器。这种陶瓷传感器通过测定电阻和电容两个电参量的变化，可以独立地检测湿度和温度的变化。
钛酸锶也是制备低温超导体、人造宝石的材料。
