Strontiumtitanat
Synthetisches Strontiumtitanat war eines von mehreren Titanaten, die in den späten 1940er und frühen 1950er Jahren patentiert wurden. anderes Titanat umfasste Bariumtitanat und Calciumtitanat.
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Fabulite Strontiumtitanat
Die Forschung wurde hauptsächlich bei der National Lead Company (später in NL Industries umbenannt) in den USA von Leon Merker und Langtry E. Lynd durchgeführt. Merker und Lynd patentierten den Wachstumsprozess erstmals am 10. Februar 1953; In den nächsten vier Jahren wurden anschließend eine Reihe von Verfeinerungen patentiert, z. B. Modifikationen des Einsatzpulvers und Zusätze von Farbdotiermitteln.
Eine Modifikation des grundlegenden Verneuil-Verfahrens (auch bekannt als Flammenschmelzen) ist die bevorzugte Wachstumsmethode. Es wird ein umgekehrtes Sauerstoff-Wasserstoff-Blasrohr verwendet, wobei mit Sauerstoff gemischtes Beschickungspulver in typischer Weise sorgfältig durch das Blasrohr geleitet wird, jedoch unter Hinzufügung eines dritten Rohres, um Sauerstoff zu liefern, wodurch ein Dreikegelbrenner erzeugt wird.
Der zusätzliche Sauerstoff ist für die erfolgreiche Bildung von Strontiumtitanat erforderlich, das ansonsten aufgrund der Titankomponente nicht vollständig oxidieren würde. Das Verhältnis beträgt ca. 1.5 Volumen Wasserstoff für jedes Volumen Sauerstoff.
Das hochreine Futterpulver wird gewonnen, indem zunächst Titanyl-Doppeloxalatsalz (SrTiO(C2O4)2·2H2O) durch Reaktion von Strontiumchlorid (SrCl2) und Oxalsäure ((COOH)2.2H2O) mit Titantetrachlorid (TiCl4) hergestellt wird.
Das Salz wird gewaschen, um das Chlorid vollständig zu entfernen, auf 1000 °C erhitzt, um ein rieselfähiges körniges Pulver der erforderlichen Zusammensetzung herzustellen, und dann gemahlen und gesiebt, um sicherzustellen, dass alle Partikel zwischen 0.2 und 0.5 Mikrometer groß sind.
Das Beschickungspulver fällt durch die Knallgasflamme, schmilzt und landet auf einem rotierenden und langsam abfallenden Sockel darunter. Die Höhe des Sockels wird ständig angepasst, um seine Spitze in der optimalen Position unter der Flamme zu halten, und über mehrere Stunden kühlt das geschmolzene Pulver ab und kristallisiert, um einen einzelnen gestielten Birnen- oder Boule-Kristall zu bilden.
Diese Kugel ist normalerweise nicht größer als 2.5 Zentimeter im Durchmesser und 10 Zentimeter lang; es ist zunächst ein opakes Schwarz, das ein weiteres Glühen in einer oxidierenden Atmosphäre erfordert, um den Kristall farblos zu machen und Spannungen abzubauen. Dies geschieht bei über 1000 °C für 12 Stunden.
Dünne Filme aus SrTiO3 können durch verschiedene Verfahren epitaktisch gezüchtet werden, einschließlich gepulster Laserabscheidung, Molekularstrahlepitaxie, RF-Sputtern und Atomlagenabscheidung. Wie bei den meisten dünnen Filmen können unterschiedliche Wachstumsverfahren zu signifikant unterschiedlichen Defekt- und Verunreinigungsdichten und Kristallqualitäten führen, was zu einer großen Variation der elektronischen und optischen Eigenschaften führt.
Strontiumtitanat vs. Diamant
Seine kubische Struktur und hohe Dispersion machten synthetisches Strontiumtitanat einst zu einem erstklassigen Kandidaten für die Simulation von Diamant. Beginn ca. 1955 wurden allein zu diesem Zweck große Mengen Strontiumtitanat hergestellt.
Strontiumtitanat stand zu dieser Zeit in Konkurrenz zu synthetischem Rutil („Titandioxid“) und hatte den Vorteil, dass ihm der unglückliche Gelbstich und die starke Doppelbrechung fehlten, die dem letztgenannten Material eigen sind. Obwohl es weicher war, war es dem Diamanten ähnlicher.
Irgendwann würden jedoch beide nicht mehr verwendet werden, da sie durch die Schaffung „besserer“ Simulanzien in den Schatten gestellt werden: zuerst von Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) und kurz darauf von Gadolinium-Gallium-Granat (GGG); und schließlich durch die (bis heute) ultimative Nachahmung in Bezug auf Diamantähnlichkeit und Wirtschaftlichkeit, Zirkonia.
Obwohl es überholt ist, wird Strontiumtitanat immer noch hergestellt und findet sich regelmäßig in Schmuck. Es ist eines der teuersten Diamantsimulanzien und aufgrund seiner Seltenheit können Sammler für große, dh >2 Karat (400 mg) Exemplare eine Prämie zahlen.
Als Diamantsimulanz täuscht Strontiumtitanat am meisten, wenn es mit Melée, dh <0.20 Karat (40 mg) Steinen vermischt wird, und wenn es als Basismaterial für einen Komposit- oder Dublettstein verwendet wird (mit z. B. synthetischem Korund als Krone oder Spitze) des Steins).
Unter dem Mikroskop unterscheiden Gemmologen Strontiumtitanat von Diamant durch die Weichheit des ersteren – manifestiert durch die Oberfläche Schürfwunden und übermäßige Dispersion (für das geschulte Auge) und gelegentliche Gasblasen, die Überbleibsel der Synthese sind.
Dubletten sind an einer Verbindungslinie am Gürtel („Taille“ des Steins) und abgeflachten Luftblasen oder Klebstoff sichtbar innerhalb des Steins an der Klebestelle zu erkennen.
Strontiumtitanat Mohs
Härte 5 – 6
Strontiumtitanat
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