钛酸锶简介
钛酸锶(Strontium titanate,SrTiO₃)是一种典型的钙钛矿型半导体材料。其介电常数高、介电损耗低以及热稳定性好等优点使其在精密电子、介电材料、先进陶瓷以及光催化功能材料行业中有广泛应用。
物理与化学性质
作为一种功能材料,钛酸锶具有禁带宽度高(3.2eV)、光催化活性优良等特点,是电子工业的重要原料。其应用范围和性能明显优于传统材料,拥有广泛的应用前景。钛酸锶的物理性能很大程度上取决于化学成分、结构、形状、尺寸和结晶度,晶体缺陷、表面和界面性质也对其粉体性能产生影响。
生产方法
草酸沉淀法是制备钛酸锶粉体的有效方法之一。具体步骤如下:将高纯四氯化钛、氯化锶与高纯草酸配制成一定浓度的溶液,按一定比例混合锶和钛液,并在60~70℃下缓慢加入到草酸溶液中反应1小时左右后得到草酸氧钛锶沉淀。经洗涤、烘干、煅烧制得钛酸锶粉体。化学反应方程式如下: [ \text{SrC}_2\text{H}_3\text{O}_4 + \text{TiCl}_4 + 2\text{HC}_2\text{O}_4 + 5\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{SrTiO(C}_2\text{O}_4)_2\cdot4\text{H}_2\text{O}\downarrow+6\text{HCl} ] [ \text{SrTiO(C}_2\text{O}_4)_2\cdot4\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{SrTiO}_3 + 4\text{H}_2\text{O} + 2\text{CO}_2\uparrow+2\text{CO}\uparrow ]
毒性钛酸锶的毒性与钛酸钡类似。
化学性质钛酸锶为白色立方晶体,相对密度5.13,熔点高达2080℃。具有高折射率及高介电常数,但需注意其有毒特性。
用途在电子工业中,钛酸锶用作自动调节加热元件和制造具有消磁作用的元器件;在陶瓷领域则用于制作陶瓷电容器、压电陶瓷材料、陶瓷敏感元件、微波陶瓷元件等。此外,它还可作为颜料、搪瓷、耐热材料及绝缘材料使用。高纯度钛酸锶单晶可用于光学材料和人造宝石制造。
特殊用途1955年美国国家李德公司利用焰熔法成功制备了一种无天然对应物的人造宝石,其化学成分为SrTiO₃。这种宝石具有等轴晶系结构,颜色无色透明、折射率n=2.409、色散度0.190,相对密度5.13、硬度约为5-6。没有解理面且断口呈贝壳状,在紫外线下不发光。此人造宝石常被磨成祖母绿型,是极佳的钻石替代品。