鈦酸鑭

基本信息：

CAS:12031-47-9；EINECS:234-751-2；

分子式:H14La2O7Ti2；分子量:499.65196；

物理化學性質：性質描述: 鈦酸鑭(12031-47-9)的性狀：其外觀呈黑色粉末狀。

生產方法及其他：鈦酸鑭(12031-47-9)的危害性：本品通常對水是不危害的，若無政府許可，勿將材料排入周圍環境。

儲存條件：常溫常壓下穩定。常溫密閉，陰涼通風乾燥處。

基本介紹

• 中文名：鈦酸鑭
• 外文名：Lanthanum titanium oxide
• 危害性：本品通常對水是不危害的

計算化學數據

1、氫鍵供體數量：0；2、氫鍵受體數量：7；3、可旋轉化學鍵數量：0；4、拓撲分子極性表面積(TPSA)：7；5、重原子數量：11；6、表面電荷：0。

Ta摻雜鈦酸鑭陶瓷的鐵電和介電性能

採用傳統固相反應法製備 La₂Ti_2－xT_axO₇（T_a摩爾分數x=0、0.1、0.2、0.3）陶瓷，對其晶體結構、表面形貌、鐵電性能和介電性能進行了研究，實驗結果表明，T_a摻 雜 La₂Ti₂O₇ 陶瓷，Ta⁵⁺ 取代B位的 Ti⁴⁺，形成La₂Ti_2－xTa_xO₇ 固溶體，提高鈦酸鑭陶瓷的鐵電和介電性能，在x=0.2時，La₂Ti_2－xTa_xO₇ 陶瓷的鐵電性能和介電性能達最大值（剩餘極化強度 Pr=0.3μC/cm²，介電常數ε_r=5600）。同時研究發現該陶瓷在高頻區性能穩定。

晶體結構

隨著Ta摻量的微小變化，其主晶相是A₂B₂O₇ 的焦綠石結構，即Ta摻入 La₂Ti₂O₇ 陶瓷晶格中形成固溶體。隨著Ta摻雜的變化，在 x=0.2時雜峰最少，隨著摻雜量的增加雜峰又開始增加，其原因可能是由於摻入的Ta超過了其在陶瓷中的固溶度，多餘的Ta沒有進入固溶體晶格，而與其他元素形成雜相。

表面形貌

純La₂Ti₂O₇ 陶瓷和摻Ta的 La₂Ti_2－xTa_xO₇陶瓷均較緻密。與純 La₂Ti₂O₇ 陶瓷 相比，隨著Ta量的增加，La₂Ti_2－xTa_xO₇ 的陶瓷晶粒尺寸總體趨於減小，說明Ta摻入可細化陶瓷的晶粒。同時陶瓷晶粒形狀也發生微小變化，純鈦酸鑭陶瓷的晶粒形狀近似為球狀，晶粒尺寸為Φ（1～5）μm，隨著摻Ta量的增加，在x=0.2時出現了較多的片狀晶粒。

鐵電性能

隨著摻Ta量的增加，陶瓷的鐵電性增強。當x=0.2，電場強度 E=40kV/cm時，樣品的剩餘極化強度P_r=0.3μC/cm²（可能是測量E不夠導致 P_r小），繼續增加摻Ta量，鐵電性又急劇下降，這可能與Ta摻入使陶瓷晶粒細化而導致極化反轉較難有關。

介電性能

隨著摻Ta量的增加，La₂Ti_2－xTa_xO₇ 陶瓷的ε_r增大，在x=0.2時，增幅減小；在x=0.2和x=0.3時，La₂Ti_2－xTa_xO₇ 陶瓷的ε_r非常接近，且在x=0.3時，La₂Ti_2－xTa_xO₇ 陶瓷的 ε_r達最大 （ε_r=5600）。隨著摻Ta量得增加，在－25～140℃範圍內La₂Ti_2－xTa_xO₇ 陶瓷的tanδ比純鈦酸鑭低，且隨著溫度增加陶瓷的、tanδ呈增大趨勢，但tanδ都不大。

測試頻率較小時，隨著f增大，陶瓷的ε_r急劇減小；當 f>100kHz後，ε_r 隨著f變化略有減小，最後慢慢趨於水平。當 x<0.2時，La₂Ti_2－xTa_xO₇ 陶瓷的室溫tanδ隨 f增加而減小；當 x≥0.2時，La₂Ti_2－xTa_xO₇ 陶瓷的室溫ε_r、tanδ隨頻率增加而變化幅度很小，趨於穩定值。綜上說明，Ta摻雜量 x=0.2時，La₂Ti_2－xTa_xO₇ 陶瓷性能達到最佳，且La₂Ti_2－xTa_xO₇ 陶瓷適合用在高頻工作環境。

鈦酸鑭氧氮化物粉體的製備與表征

以溶膠 -凝膠法所製備的複合氧化物La₂Ti₂O₇ 粉體為前驅體，氨氣為氮化劑，製備了LaTiO₂N氧氮化物粉體 。採用熱重 -差熱分析(TG-DTA)，X射線(XRD)、紫外 -可見吸收光譜(UV-vis)、氮吸附比表面儀(BET)、透射電鏡(TEM)對前驅體氧化物和合成的氧氮化物進行了表征。結果表明：合成的氧化物La₂Ti₂O₇ 粉體活性高，在900℃氮化12h可製備出比表面積為13.51m² /g的 LaTiO₂N氧氮化物粉體。隨著氮化溫度的升高，氧氮化物的紫外 -可見吸收邊界有明顯的紅移，純相 LaTiO₂N的吸收邊界為580nm。

粉體製備

將0.02mol鈦酸丁酯和0.02mol硝酸鑭溶解在0.4mol的乙二醇中，同時加熱攪拌的過程中加入0.1mol的檸檬酸 ， 在60℃磁力攪拌2h得到透明溶液後升溫至130℃繼續攪拌12h，形成透明的淺褐色的無沉澱物的凝膠後，置於馬弗爐空氣氣氛中350℃煅燒後得到黑色前驅體粉末。然後在650℃下煅燒2h可以得到La₂Ti₂O₇粉體。將 La₂Ti₂O₇粉體均勻地平鋪在剛玉舟中，裝入管式氣氛爐，先通30min氨氣排除爐中的空氣。控制氨氣流量為0.1～ 0.3L/min，升溫至700 ～ 900℃。採用程式升溫反應，升溫速率為：室溫～600℃，10℃/min；600℃以上， 5℃/min。在設定溫度下，保溫不同時間後，在流動的氨氣下，自然冷卻至室溫，得到鈦酸鑭的氧氮化物粉體。

表征技術

用 NETZSCHSTA409 PC/PG分析凝膠的差熱 -熱失重性質，用D/MAX2550型 X射線衍射儀(CuKα，40V，60 mA)對粉體進行物相分析，測定粉體的物相組成。用H-800透射電鏡分析氧氮化物的顆粒形貌和顆粒尺寸。用 MicromeriticsInstruments的ASAP2020型自動吸附比表面儀測定粉體的比表面積。用PerkinElmerUVLambda900測定粉體的紫外 -可見光吸收光譜 。