سنتز استرانسيم تيتانات از كنسانتره سلستيت

Synthesis of strontium titanate from celestite concentrate

دراين پژوهش ازكنسانتره سلستيت (سولفات استرانسيم) براي تهيه فاز پروسكايت استرانسيم تيتانات استفاده شد. در مرحله اول، با استفاده از روش مكانوشيميايي، پيش ماده كربنات استرانسيم از مخلوط كنسانتره سلستيت-كربنات سديم تهيه شد. در مرحله دوم با استفاده از مخلوط كربنات استرانسيم-دياكسيد تيتانيم، محصول نهايي استرانسيم تيتانات بدست آمد. آزمايش­ها نشان داد فرآيندآسياكاري پر انرژي نقش موثري در انجام واكنش­هاي شيميايي و كاهش دماي فرآيند حرارتي براي توليد استرانسيم تيتانات دارد. آسياكاري مخلوط كربنات استرانسيم-دي اكسيد تيتانيم تا ده ساعت منجر به انجام واكنش شيميايي نشد اگرچه برخي از نشانههاي فاز روتيل باكربنات استرانسيم همپوشاني داشتند. نتايج آزمون­هاي TGA بيانگركاهش چشمگيري در دماي تشكيل فاز پروسكايت استرانسيم تيتانات درمخلوطهاي آسياكاري بود. نشانههاي فاز پروسكايت استرانسيم تيتانات پس از گرمايش در دماي 600 درجه سانتيگراد به مدت يك ساعت براي مخلوط پنج ساعت آسياكاري ديده شد درحالي­كه در مخلوطهاي بدون آسياكاري، نشانههاي مواد اوليه (دي اكسيدتيتانيم و كربنات استرانسيم) نيز در اين دما وجود داشت. نشانه­هاي فاز استرانسيم تيتانات در دماي گرمايش900 درجه سانتيگراد در نمونه­هاي بدون آسياكاري و نمونه­هاي آسياكاري مشاهده شد. نتايج آناليزهاي XRD وFT-IR نشان داد، امكان تهيه فاز پروسكايت استرانسيم تيتانات از كنسانتره سلستيت (سولفات استرانسيم) به روش مكانوشيميايي در دماهاي به مراتب كم­تر وجود دارد. تصاويرSEM نشان دهنده ذرات بسيار ريز محصول استرانسيم تيتانات (SrTiO3) درنمونههاي آسياكاري بود.

In this research perovskite phase of strontium titanate was produced from celestite concentrate (strontium sulphate). At first stage, the precursor of strontium carbonate was prepared from celestite-sodium carbonate mixture using mechanochemical process. Strontium titanate was synthesized using strontium carbonate-TiO2 mixture in the second stage. The results indicated that high energy ball milling plays a significant role in the chemical reaction and results in decreasing the temperature of post-heat treatment for producing of strontium titanate. Although some traces of rutile phase were overlapped with strontium carbonate, however no sign of chemical reaction observed in the10 hours milled mixtures of strontium carbonate-TiO2. TGA results showed that milling results in decreasing the formation temperature of perovskite strontium titanate phase in the milled mixtures. Although the traces of strontium titanate phase were revealed in the 5 hours milled mixture after isothermal heating at temperature of 600℃, the signs of un-reacted raw materials (TiO2 and SrCO3) were observed in un-milled mixture at this temperature. The traces of SrTiO3 were observed in un-milled and milled mixtures after heating at temperature of 900℃. XRD and FT-IR results indicated that strontium titanate can be synthesized form celestite concentrate (SrSO4) at lower temperatures using mechanochemical process. SEM micrographs showed that the ultrafine particles of strontium titanate (SrTiO3) can be formed in the milled samples.