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鈦酸鍶
時間:2020-12-15 閱讀:
鈦酸鍶(Strontium titanate)分子式SrTi03,相對分子質量183.502。

1.產品性能

白色結晶粉末,屬立方晶型,密度5.11g/cm3,熔點2020℃。它是鐵電材料,但其居里溫度為-250℃,故在使用溫度下實際上是順電相。鈦酸鍶的介電常數為250,若摻入少量Bi203 , Ti02后,其介電常數可提高幾倍。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,其電性能與鈦酸鋇相似。

2.生產方法

(1)固相法 碳酸鍶或硝酸鍶與二氧化鈦于高溫下反應,生成鈦酸鍶,經球磨、酸洗、干燥得成品。

(2)液相碳酸鹽沉淀法 偏鈦酸溶液與氯化鍶溶液混合后,與碳酸銨作用,生成的碳酸鍶與偏鈦酸共沉淀,經干燥粉碎,碳酸鍶與偏鈦酸于高溫下反應,生成高純度鈦酸鍶。

(3)草酸沉淀法四氯化鈦、氯化鍶和草酸反應,生成草酸氧鈦鍶沉淀,將沉淀分離、洗滌、干燥后,于900℃下緞燒,得到鈦酸鍶。

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

(2)液相碳酸鹽沉淀法

(3)草酸沉淀法

4.技術配方

5.生產工藝

(1)固相法 將等物質的量的SrCO3和Ti02裝入球磨機中,通過球磨進行混合和粉碎。然后將混合均勻的物料置于電爐中進行煅燒,煅燒溫度一般控制在1250℃,煅燒2.5~3h。經煅燒制得SrTiO3熔塊。熔塊再經粉碎后,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,使其純度達到99.8%以上。然后將兩者按一定配方進行混合,在常溫、激烈攪拌的條件下,加入適量的沉淀劑碳酸銨;反應1.5~2h。再過濾、洗滌,除去沉淀物中夾帶的C1-等雜質。將洗凈后的沉淀物干燥、粉碎后,進行緞燒。緞燒溫度以不高于1000℃,煅燒時間不超過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能耗均較低,產品質量高。

(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2.5~3h。草酸的用量略高于鍶量的2倍(以物質的量計)。反應完成后,過濾、洗滌。需進行多次洗滌,洗至濾液用AgNO3溶液檢驗不出現渾濁為止,表明沉淀中夾帶的C1-等雜質已被洗去。然后將過濾洗滌后的沉淀物進行干燥,粉碎后再進行緞燒,煅燒溫度控制在890~910℃的范圍內,鍛燒時間2.5 h左右,得到鈦酸鍶。

說明:①草酸沉淀法生產高純鈦酸鍶,使其鍶鈦物質的量比為1000,關鍵技術之一是精確控制四氯化鈦和氯化鍶的原料配方。但四氯化鈦易揮發水解,使得定量控制較為困難。

②同鈦酸鋇生產方法類似,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。然后將其與水溶性鍶鹽或氫氧化物按1:(1~2)的物質的量比混合,在pH大于13的強堿性溶液中進行反應。反應溫度高于l00℃,反應時間8~10h。反應生成物經過濾、洗滌、干燥即得鈦酸鍶成品。用該法制得的SrTi03純度可達99.5%以上,粉體的平均粒度在0.03um左右。

6.產品標準

7.產品用途

鈦酸鍶與鈦酸鋇相似,其產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70年代中期發展起來的一種性能優異的電容器,和BaTi03晶界層電容器相比,它具有介電損耗低、溫度穩定性好、體積小等優點,因而較快地得到推廣應用。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,通過燒結形成多孔結構的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定電阻和電容兩個電參量的變化,可以獨立地檢測濕度和溫度的變化。

鈦酸鍶也是制備低溫超導體、人造寶石的材料。
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