专利名称：高纯电子级钛酸锶的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钛酸锶的制备工艺，尤其是涉及一种高纯电子级钛酸锶 的生产工艺。
背景技术：
钛酸锶是一种电子工业的重要原料，立方钙钛矿型钛酸锶通过还原或掺 杂后，其介电性质好、介电损耗低、色散频率高、热稳定性好，主要用来制造 自动调节加热元件和消磁元器件，陶瓷电容器，陶瓷敏感元件，微波陶瓷元
件等，尤其是高纯、超细、均匀的钛酸锶可用来制造PTC热敏电阻，晶界层 电容器等电子元件，具有高性能、高可靠性和体积小等优点。早期的高压瓷 介质电容器多为BaTi03基陶瓷，但易受外界影响，加高直流偏置电场作用引 起了极化，造成介质电压击穿，同时介电常数随着附加电场的增大而急剧下 降，使电容量大幅度下降，而SrTi03基陶瓷电容器克服了上述缺点，且具有 介电损耗低，温度稳定性好等优点，因此有逐渐取代BaTi03基陶瓷的趋势。
目前，制备钛酸锶的方法很多，主要有水热法、固相法、凝胶一溶胶法 等，固相法虽然具有工艺、设备简单、原料易得等优点，但其产品杂质多， 粒度大、反应活性低。凝胶一溶胶法虽然要比固相法合成的钛酸锶反应活性 要强很多，但存在着反应时间长，生产成本高，产品团聚比较严重，分散性 差，纯度不高等问题。
发明内容
本发明提供一种以草酸为沉淀剂的高纯电子级钛酸锶的生产工艺，以解 决现有技术钛酸锶生产所存在的粉体纯度低，粒度分布不均匀、产品团聚比 较严重等技术问题。
本发明主要是通过下述技术方案得以解决上述技术问题的其包括以下 步骤a. 将氯化锶溶解于去离子水中，配制成1.5—2.0 mol/L的氯化锶溶液； 将四氯化钛低温溶解于去离子水中，配制成2.5—3.5 mol/L的四氯化钛(二 氯氧锶)水合液；然后按照锶/钛的摩尔比不低于1.05的比例进行计量，将 上述计量后溶液混合于同一容器中，搅拌均匀后，加入适量的去离子水，配 制成浓度为1.0 mol/L的锶钛混合溶液备用；
b. 将草酸溶解于去离子水中，配制成1.1—1.2mol/L的草酸溶液；接着 将草酸溶液温度加热到50—70°C,然后加入草酸溶液总重量3—5%。的壬基酚 聚氧乙烯醚，在剧烈搅拌的条件下，将锶钛混合溶液以1.0—1.2m7h的流速 加入至草酸溶液中进行反应，反应时温度保持在50—7(TC，加完料30分钟后， 将得到草酸氧钛锶沉淀浆料放入离心机，加水进行洗涤，当检测到洗涤水的 电导率小于20 u s/cm2时，甩干后便得到草酸氧钛锶滤饼；
c. 将草酸氧钛锶滤饼放入窑炉内进行煅烧，将煅烧温度控制在800—1000 °C，恒温煅烧2—4小时后，取出进行气流粉碎；接着再放入窑炉进行第二次 煅烧，将煅烧温度控制在1000—110(TC，恒温煅烧3小时后，取出进行第二 次气流粉碎，最后得到钛酸锶粉体。
本发明以草酸作为反应沉淀剂，并且将锶钛混合溶液的加料速度的控制 在1.0—1.2m7h之间，可以减小溶液中生成碳酸锶的局部相对过饱和度，这 样有利于得到草酸氧钛锶的晶形沉淀。
本发明所采用的壬基酚聚氧乙烯醚具有很好分散性、润湿性、渗透性、 低泡性，可以让钛、锶混合溶液与草酸共沉淀反应所产生的草酸氧锶钛沉淀 颗粒分散性好，团聚少。
采用本发明方法获得的钛酸锶成品纯度》99.8%，平均粒径小、粒径分布 窄、晶型完整、形貌为球形；因此完全可以满足生产SrTi03基陶瓷电容器等 高性能电子元件的需要。
图1是本发明钛酸锶的电子显微镜照片； 图2是对比例钛酸锶的电子显微镜照片。
具体实施例方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例l:将氯化锶溶解于去离子水中，配制成2. 0mol/L的氯化锶溶液； 将四氯化钛于35。C溶解去离子水中，配制成2.5 mol/L的四氯化钛水合液； 然后用量筒分别量取上述氯化锶溶液0. 525升和四氯化钛水合液0. 4升，置 于同一容器中，并加入0.075升去离子水搅拌至混合均匀后制成锶钛混合溶 液备用；将2. 2mo1草酸溶解于2L去离子水中，配制成1. lmol/L的草酸溶液， 然后将草酸溶液温度加热到6(TC，在剧烈搅拌的条件下，加入草酸溶液总重 量3%。的壬基酚聚氧乙烯醚，同时将锶钛混合溶液以1. 0m7h的流速加入至草 酸溶液中进行反应；反应时，其反应温度继续控制在60°C ，加完料30分钟后， 将得到草酸氧锶钛沉淀浆料放入离心机，加水进行洗涤，当检测到洗涤水的 电导率低于20ps/cm2时，甩干；将得到的固体放入窑炉内进行煅烧，将煅烧 温度控制在800'C，恒温煅烧4小时后，取出进行气流粉碎，接着再放入窑炉 进行第二次煅烧，将煅烧温度控制在100(TC，恒温煅烧l小时后，取出进行 第二次气流粉碎，最后得到钛酸锶粉体。经检测，该钛酸锶的纯度为邻.85%。 8000倍扫描电镜照片(图l)显示，该粉体形貌完整，粒径为0. 2—0. 3 um， 并且分散性好，没有团聚现象。
实施例2:将氯化锶溶解于去离子水中，配制成1.8mol/L的氯化锶溶液； 将四氯化钛于35'C溶解去离子水中，配制成3.0mol/L的四氯化钛水合液；然 后用量筒分别量取上述氯化锶溶液0. 583升和四氯化钛水合液0. 333升，置 于同一容器中，并加入0.084升去离子水搅拌至混合均匀后制成锶钛混合溶 液备甩；将2. 2mo1草酸溶解于2L去离子水中，配制成1. lmol/L的草酸溶液; 然后将草酸溶液温度加热到50°C，在剧烈搅拌的条件下，加入草酸溶液总重 量4%。的壬基酚聚氧乙烯醚，同时将锶钛混合溶液以0. 5mVh的流速加入至草 酸溶液中进行反应；反应时，其反应温度继续控制在5(TC， 30分钟后，将得 到草酸氧锶钛沉淀浆料放入离心机，加水进行洗漆，当检测到洗涤水的电导率低于20us/cm2时，甩干；将得到的固体放入窑炉内进行煅烧，将煅烧温度 控制在100(TC，恒温煅烧3小时后，取出进行气流粉碎；接着再放入窑炉进 行第二次煅烧，将煅烧温度控制在1060'C，恒温煅烧2小时后，取出进行第 二次气流粉碎，最后得到钛酸锶粉体。经检测，该钛酸锶的纯度为99.93%。 8000倍扫描电镜照片显示，该粉体形貌完整，粒径为0.2—0.3um，并且分 散性好，没有团聚现象。
实施例3:将氯化锶溶解于去离子水中，配制成1. 5mol/L的氯化锶溶液； 将四氯化钛于35'C溶解去离子水中，配制成3.5mol/L的四氯化钛水合液；然 后用量筒分别量取上述氯化锶溶液0. 7升和四氯化钛水合液0. 286升，混合 后制成锶钛混合溶液备用；将2.2mol草酸溶解于1.83L去离子水中，配制成 1.2mol/L的草酸溶液；然后将草酸溶液温度加热到70'C，在剧烈搅拌的条件 下，加入草酸溶液总重量5%。的壬基酚聚氧乙烯醚，同时将锶钛混合溶液以 0. 3m7h的流速加入至草酸溶液中进行反应，反应时，其反应温度继续控制在 70°C，加完料30分钟后，将得到草酸氧锶钛沉淀浆料放入离心机，加水进行 洗涤，当检测到洗涤水的电导率低于20us/em2时，甩干；将得到的固体放入 窑炉内进行煅烧，将煅烧温度控制在90(TC，.桓温煅烧2小时后，取出进行气 流粉碎，接着再放入窑炉进行第二次煅烧，将煅烧温度控制在IIO(TC，恒温 煅烧3小时后，取出进行第二次气流粉碎，最后得到钛酸锶粉体。经检测， 该钛酸锶的纯度为99. 80%。 8000倍扫描电镜照片显示，该粉体形貌完整，粒 径为0. 2—0. 3 q m，并且分散性好，没有团聚现象。
对比例将2mo1甲酸锶溶解于4L去离子水中，得到A液；再将2mo1钛 酸乙酯溶于35L乙醇中，得到B溶液；在强烈搅拌条件下，将A液滴加入B 液中，滴加完毕后，继续搅拌5分钟，然后静置至形成均质凝胶，待凝胶老 化后进行干燥，最后分别于200°C、 450°C、 650°C、 850'C温度下烧结即可制 得白色钛酸锶。经检测，该钛酸锶的纯度为97. 3%。 8000倍扫描电镜照片(图 2)显示，该粉体形貌有缺陷，分散性差，团聚严重。
权利要求
1.一种高纯电子级碳酸锶的制备方法，其特征是其包括以下步骤A.溶解温度为90-100℃，在连续搅拌的条件下，将氯化锶溶解于去离子水中，再加入氯化锶重量3-5％的除杂剂，该除杂剂为氢氧化锶和微生物絮凝剂MBFA9的混合物，其混合时的重量比为2-3∶1，然后滤除杂质，加水配制成0.2-0.4mol/L氯化锶溶液备用；B.将氢氧化钠溶解于去离子水中，配制成3.5-5.0mol/L氢氧化钠溶液，然后待其降至室温，在连续搅拌的条件下，将其缓慢流入到氯化锶溶液中进行反应，并控制反应温度在70-80℃，得到氢氧化锶溶液；C.将氢氧化锶溶液泵入到碳化反应器中，然后通入流量为3.0-5.0m3/h纯二氧化碳进行碳化，并控制反应温度在70-80℃，检测反应液PH值，当反应液的PH值为7-7.5时即为其碳化反应终点，遂得到碳酸锶浆料；D.将碳酸锶浆料放入压滤机进行洗涤，当洗涤至洗涤水的电导率小于50us/cm2时，压滤得到碳酸锶滤饼，然后将其放入隧道窑炉，于300-400℃恒温烘干，当烘干至其水份小于总重量0.1％时，取出进行粉碎，过20目筛，即得到碳酸锶粉体。
2. 根据权利要求l所述的高纯电子级碳酸锶的制备方法，其特征是所述 碳化反应器的壳体内设有螺旋状的微孔曝气管，曝气管中心设有搅拌。
全文摘要
一种高纯电子级钛酸锶的生产工艺，包括以下步骤配制浓度为1.0mol/l的锶钛混合溶液备用；将草酸溶解于去离子水中，配制成1.1-1.2mol/l的草酸溶液；接着将草酸溶液温度加热到50-70℃，然后加入草酸溶液总重量3-5‰的壬基酚聚氧乙烯醚，在剧烈搅拌的条件下，将锶钛混合溶液以1.0-1.2m<sup>3</sup>/h的流速加入至草酸溶液中进行反应，得到草酸氧钛锶滤饼；将草酸氧钛锶滤饼放入窑炉内进行二次煅烧，进行二次气流粉碎，最后得到钛酸锶粉体。采用本发明方法获得的钛酸锶成品纯度≥99.8％，平均粒径小、粒径分布窄、晶型完整、形貌为球形；因此完全可以满足生产SrTiO<sub>3</sub>基陶瓷电容器等高性能电子元件的需要。
文档编号C01G23/00GK101525151SQ20091006126
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月20日 优先权日2009年3月20日
发明者锋 杨, 贡 林, 敏 王, 赵中友, 敏 黄 申请人:仙桃市中星电子材料有限公司