HGT 3587-2023 电子工业用高纯钛酸钡 (正式版)

CCS71.060.50HG/T3587—2023代替HG/T3587－2009电子工业用高纯钛酸钡HighpuritybariumtitanateforelectronicindustrialuseⅠHG/T3587—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替HG/T3587－2009《电子工业用高纯钛酸钡》，与HG/T3587－2009相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)增加了分类和编码，更改了编码的表示方法（见第5章b)增加了XBT-006、XBT-015和XBT-080三个产品规格（见6.2c)更改了结晶度指标名称为轴率，更改了粒子形貌指标名称为颗粒形貌，更改了粒度分布指标名称为中位粒径（见6.2，2009年版的4.2d)更改了所有规格产品的电镜平均粒径、比表面积和氧化钡与二氧化钛摩尔比的指标要求（见6.2，2009年版的4.2e)更改了XBT-010产品的水分和轴率指标要求，更改了XBT-040产品的中位粒径指标要求（见6.2，2009年版的4.2f)提高了氧化锶、氧化铁等5项杂质指标要求（见6.2，2009年版的4.2g)更改了比表面积测定方法的脱气条件等试验步骤（见7.4，2009年版的5.5h)更改了中位粒径测定方法中超声分散的试验条件（见7.5，2009年版的5.6i)更改了轴率测定的试验步骤（见7.9，2009年版的5.13j)更改了氧化锶等7项金属杂质含量定量方法，由标准加入法更改为工作曲线法（见7.11，2009年版的5.9k)更改了二氧化硅含量测定方法为电感耦合等离子体发射光谱法（见7.11，2009年版的5.10）。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国石油和化学工业联合会提出。本文件由全国化学标准化技术委员会无机化工分技术委员会（SAC/TC63/SC1）归口。本文件起草单位：山东国瓷功能材料股份有限公司、湖北天瓷电子材料有限公司、仙桃市中星电子材料有限公司、竹山县秦巴钡盐有限公司、深州嘉信化工有限责任公司、中海油天津化工研究设计院有限公司。本文件主要起草人：宋锡滨、资美勇、赵中友、李盛龙、孙跃宗、郭凤鑫、张艳、赵良伟、赵国旗、孙跃荣、赵美敬、李霞。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——1999年首次发布为HG/T3587－1999，2009年第一次修订，本次为第二次修订。1HG/T3587—2023电子工业用高纯钛酸钡本文件规定了电子工业用高纯钛酸钡的要求、试验方法、检验规则、标志和随行文件、包装、运输、贮存。本文件适用于电子工业用高纯钛酸钡。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T6678化工产品采样总则GB/T6682—2008分析实验室用水规格和试验方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T19587气体吸附BET法测定固态物质比表面积HG/T3696.1无机化工产品化学分析用标准溶液、制剂及制品的制备第1部分：标准滴定溶液的制备HG/T3696.2无机化工产品化学分析用标准溶液、制剂及制品的制备第2部分：杂质标准溶液的制备HG/T3696.3无机化工产品化学分析用标准溶液、制剂及制品的制备第3部分：制剂及制品的制备3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。4分子式和相对分子质量分子式：BaTiO3相对分子质量：233.19（按2022年国际相对原子质量）5分类和编码5.1分类电子工业用高纯钛酸钡按制备工艺分为三类：——固相合成法制备的钛酸钡，用代号SBT表示；——水热合成法制备的钛酸钡，用代号HBT表示；——草酸盐沉淀法制备的钛酸钡，用代号TBT表示。5.2编码的表示方法2HG/T3587—2023电子工业用高纯钛酸钡编码表示方法如下：XBT-XXX表示产品的电镜平均粒径代号 表示钛酸钡产品制备工艺代号固相合成法制备的电镜平均粒径为80nm左右的电子工水热合成法制备的电镜平均粒径为100nm左右的电子工业用高纯钛酸钡，其代号草酸盐沉淀法制备的电镜平均粒径为500nm左右的电子工业用高纯钛酸钡，6要求6.1外观：白色或淡黄色粉末。6.2电子工业用高纯钛酸钡按本文件规定的试验方法检测应符合表1要求。）w/%≥水分w/%≤灼烧减量w/%≤w/%≤氧化钠（Na2O，以干基计）w/%≤w/%≤计）w/%≤计）w/%≤计）w/%≤w/%≤3HG/T3587—20237试验方法警告：本试验方法中使用的部分试剂具有腐蚀性，操作者须小心谨慎！如溅到皮肤和眼睛应立即用水冲洗，严重者应立即就医。7.1一般规定本文件所用试剂和水，在没有注明其他要求时，均指分析纯试剂和GB/T6682—2008表1中规定的三级水。试验中所需标准滴定溶液、杂质标准溶液、制剂及制品，在没有注明其他要求时，均按HG/T3696.1、HG/T3696.2、HG/T3696.3的规定制备。7.2外观判别在自然光下，于白色衬底的表面皿或白瓷板上用目视法判定外观。7.3电镜平均粒径和颗粒形貌的测定7.3.1仪器设备扫描电子显微镜。7.3.2试验步骤取适量经烘干的试样，用导电胶将试样固定在样品座上，采用适当的方法对试样进行表面处理。将样品座置于扫描电子显微镜中，根据扫描电子显微镜的操作要求对试样进行测定。观察颗粒形貌。电镜平均粒径的统计可以使用计算机软件进行统计处理。也可在照片上用纳米标尺测量不少于100个颗粒中每个颗粒的粒径，取算术平均值。7.3.3试验数据处理电镜平均粒径以d计，数值以纳米（nm）表示，按公式（1）计算：d=……………（1）式中：di——颗粒的直径，单位为纳米（nmn——量取颗粒的个数。计算结果保留至整数位。7.4比表面积的测定称取1g～2g试样，精确至0.0002g，置于样品管中，按表2规定的脱气条件对样品进行脱气。按仪器操作要求将脱气后的试样置于比表面积测定仪上，按GB/T19587的规定进行测定，结果按BET方程计算，被吸附气体量的测定方法使用静态容量法。4HG/T3587—2023表2脱气条件7.5中位粒径D50的测定7.5.1试剂或材料六偏磷酸钠溶液：10g/L，过滤后使用。7.5.2仪器设备7.5.2.1激光粒度分析仪，符合下列要求：a)量程：0.02μm～3000μm；b)精度：±1%；c)检测角度：0°~135°。7.5.2.2超声波细胞粉碎机：超声功率650W。7.5.3试验步骤根据激光粒度分析仪的要求称取一定量的试样，加入100mL水，加入1.0mL～1.5mL六偏磷酸钠溶液。将试样溶液置于超声波细胞粉碎机上，于超声功率400W~600W下进行超声分散4min~10min。按激光粒度分析仪操作步骤测定试样的中位粒径D50。7.6钛酸钡含量的测定7.6.1原理在强酸性介质中溶解试样，加入EDTA掩蔽钛，用硫酸铵作沉淀剂，与钡离子生产硫酸钡沉淀，将沉淀过滤、洗涤、灼烧、称量后计算钛酸钡含量。7.6.2试剂或材料7.6.2.1盐酸。7.6.2.2氨水溶液：1+1。7.6.2.3硝酸银溶液：17g/L。7.6.2.4硫酸铵溶液：250g/L。7.6.2.5乙二胺四乙酸二钠氨性溶液：称取38g乙二胺四乙酸二钠（EDTA），溶于1000mL的氨水溶液（1＋5）中。7.6.2.6甲基橙指示液：1g/L。7.6.3仪器设备高温炉：能控制温度800℃~850℃。7.6.4试验步骤称取约0.5g试样，精确至0.0002g，置于200mL干燥的烧杯中，加15mL盐酸，置于电热板5HG/T3587—2023上加热，溶液颜色逐渐变为黄绿色，继续加热溶液颜色变为无色，沿烧杯壁缓慢加入适量水，继续加热试样缓慢溶解，加50mL水，摇匀。趁热用慢速定性滤纸过滤，用热水洗涤不溶物至滤液无氯离子（用硝酸银溶液检验）。收集滤液及洗液于400mL烧杯中，加入50mL乙二胺四乙酸二钠氨性溶液，用水调整溶液体积至300mL，加1滴甲基橙指示液，滴加氨水溶液至溶液刚呈黄色，加热至沸，在不断搅拌下加入20mL硫酸铵溶液，移至沸水浴保温沉化2h以上。用慢速定量滤纸过滤，用热水洗涤沉淀至无氯离子（以硝酸银溶液检验）。将沉淀连同滤纸置于已在800℃~850℃下灼烧至质量恒定的瓷坩埚中，低温灰化，然后置于高温炉中，于800℃~850℃下灼烧至质量恒定。7.6.5试验数据处理钛酸钡含量以钛酸钡（BaTiO3）质量分数w1计，按公式（2）计算：w1=1-m0)m式中：m1——沉淀与坩埚的质量的数值，单位为克（gm0——坩埚质量的数值，单位为克（gm——试料的质量的数值，单位为克（g0.9992——硫酸钡换算成钛酸钡的系数；取平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的绝对差值不大于0.2%。7.7水分的测定7.7.1仪器设备7.7.1.1称量瓶：Φ45mm×25mm。7.7.1.2电热恒温干燥箱：能控制温度105℃±2℃。7.7.2试验步骤用预先在105℃±2℃下干燥至质量恒定的称量瓶称取3g～10g试样，精确至0.0002g。置于电热恒温干燥箱中，打开盖，在105℃±2℃下干燥至质量恒定。7.7.3试验数据处理水分以质量分数w2计，按公式（3）计算：w2=m1-m2m根100%…………………（3）式中：m1——干燥前称量瓶和试样的质量的数值，单位为克（gm2——干燥后称量瓶和试样的质量的数值，单位为克（g）；m——试料的质量的数值，单位为克（g）。取平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的绝对差值不大于0.03％。7.8灼烧减量的测定HG/T3587—20237.8.1原理试样在1100℃±50℃下灼烧，根据试样减少的质量，确定灼烧减量。7.8.2仪器设备高温炉：能控制温度1100℃±50℃。7.8.3试验步骤用已于1100℃±50℃下灼烧至质量恒定的刚玉坩埚称取约4g试样，精确至0.0002g。将坩埚置于高温炉中，逐渐升温至1100℃±50℃并灼烧至质量恒定。在炉内冷却至约200℃,取出置于干燥器中冷却至室温称量。7.8.4试验数据处理灼烧减量以质量分数w3计，按公式（4）计算：m1-m2m100%…………………（4）式中：m1——灼烧前坩埚和试样质量的数值，单位为克（gm2——灼烧后坩埚和试样质量的数值，单位为克（gm——试料的质量的数值，单位为克（g）。取平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的绝对差值不大于0.04%。7.9轴率的测定7.9.1原理轴率c/a的确定根据衍射图谱d值进行计算。7.9.2仪器设备X射线衍射仪。7.9.3试验步骤7.9.3.1样品制备试样先置于研钵中研磨，将研磨好的试样放入样品板压平且高度与样品板相平。7.9.3.2试验将制备好的试样板置于X射线衍射仪的样品台上，以1°/min的速度进行43.5°~47°的连续扫描（或进行相当速度的步进扫描扫描峰或峰群的两侧应有足够长度，确定2θ约45°附近002和200晶面的晶面间距d值。7.9.4试验数据处理使用专业软件对谱图平滑一次后自动寻峰获得d1值和d2值。轴率以c/a计，按公式（5）计算：7HG/T3587—2023d1d2ca=………………（d1d2式中：d1——002晶面的晶面间距（长轴轴长d2——200晶面的晶面间距（短轴轴长）。7.10氧化钡与二氧化钛的摩尔比7.10.1二氧化钛含量的测定7.10.1.1原理用硫酸和硫酸铵溶解试样后加水和盐酸，再加金属铝还原二氧化钛。冷却后，以硫氰酸铵作指示剂，用硫酸铁铵标准滴定溶液滴定。7.10.1.2试剂或材料7.10.1.2.1硫酸。7.10.1.2.2盐酸。7.10.1.2.3金属铝片。7.10.1.2.4硫酸铵。7.10.1.2.5碳酸氢钠饱和溶液。7.10.1.2.6硫氰酸钾饱和溶液。7.10.1.2.7硫酸铁铵标准滴定溶液：c[NH4Fe(SO4)2]≈0.1mol/L。按下列方法进行配制：a)配制：称取49g硫酸铁铵c[NH4Fe(SO4)2•12H2O]溶解于300mL盐酸水溶液（含10mL1+1盐酸溶液）中，再转移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。b)标定：移取25.00mL上述溶液，置于250mL碘量瓶中，加35mL水，3g碘化钾，然后加3mL盐酸溶液（1＋1立刻盖紧塞子并轻轻摇匀，在暗处放置10min。取出用水冲洗瓶塞及瓶壁，用硫代硫酸钠标准滴定溶液[c（Na2S2O3）≈0.1mol/L]滴定至溶液呈淡黄色时，加入10mL乙酸钠溶液（250g/L加1mL淀粉指示液（10g/L继续滴定至蓝色消失为止。并作空白试验。硫酸铁铵标准滴定溶液的浓度以c计，数值以摩尔每升（mol/L）表示，按公式（6）计算：c=………（6）式中：V1——滴定试验溶液消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液体积的数值，单位为毫升（mLV0——滴定空白试验溶液消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液体积的数值，单位为毫升（mLc1——硫代硫酸钠标准滴定溶液浓度的准确数值，单位为摩尔每升（mol/L）。7.10.1.3仪器设备玻璃液封装置见图1。8[(V1[(V1-V0M7.10.1.4试验步骤称取约0.4g试样，精确至0.0002g，置于500mL锥形瓶中，加入少量水冲洗瓶壁，摇动使之形成乳浊液，加入20mL硫酸和10g硫酸铵。置于电炉上，开始时缓缓加热，最后强热溶解。冷却后，加入80mL水和20mL盐酸，充分摇匀，加入2.5g金属铝片，按图1所示装上玻璃液封管（液封管中预先加入碳酸氢钠饱和溶液至该管体积的2/3左右把橡胶塞塞紧。待金属铝片完全溶解且溶液呈紫色，冷却至室温（冷却过程中，碳酸氢钠饱和溶液回流至锥形瓶中，产生二氧化碳后回流停止）。取下液封管，将其中碳酸氢钠饱和溶液倒入锥形瓶中并以少量水冲洗橡胶塞及瓶壁。加入3mL硫氰酸钾饱和溶液，立即用硫酸铁铵标准滴定溶液滴定至溶液呈淡褐色约30s不消失即为终点。同时作空白试验。7.10.1.5试验数据处理二氧化钛含量以二氧化钛（TiO2）的质量分数w4计，按公式（7）计算： （7）m式中：V1——滴定试验溶液所消耗的硫酸铁铵标准滴定溶液体积的数值，单位为毫升（mLV0——滴定空白试验溶液所消耗的硫酸铁铵标准滴定溶液体积的数值，单位为毫升（mLc——硫酸铁铵标准滴定溶液浓度的准确数值，单位为摩尔每升（mol/Lm——试料的质量的数值，单位为克（gM——二氧化钛（TiO2）摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/molM=79.88）。取平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的绝对差值不大于0.1％。HG/T3587—20237.10.2氧化钡与二氧化钛摩尔比的测定氧化钡与二氧化钛的摩尔比（BaO/TiO2按公式（8）计算：BaO/TiOBaO/TiO2=1……（8）4w/79.864式中：w1——按7.6测得的钛酸钡的质量分数；w4——按7.10.1测得的二氧化钛的质量分数；233.2——钛酸钡（BaTiO3）摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol79.86——二氧化钛（TiO2）摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol）。7.11氧化锶含量、氧化钠含量、氧化钾含量、氧化铝含量、氧化铁含量、氧化镁含量、氧化钙含量和二氧化硅含量的测定7.11.1原理试样加盐酸溶解，使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定样品中的氧化锶含量、氧化钠含量、氧化钾含量、氧化铝含量、氧化铁含量、氧化镁含量、氧化钙和二氧化硅含量。7.11.2试剂或材料7.11.2.1盐酸。7.11.2.2锶标准溶液：1mL溶液含锶（Sr）0.010mg。用移液管移取1mL按HG/T3696.2配制的锶标准贮备溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。该溶液现用现配。7.11.2.3钠标准溶液：1mL溶液含钠（Na）0.010mg。用移液管移取1mL按HG/T3696.2配制的钠标准贮备溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。该溶液现用现配。7.11.2.4钾标准溶液：1mL溶液含钾（K）0.010mg。用移液管移取1mL按HG/T3696.2配制的钾标准贮备溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。该溶液现用现配。7.11.2.5铝标准溶液：1mL溶液含铝（Al）0.010mg。用移液管移取1mL按HG/T3696.2配制的铝标准贮备溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。该溶液现用现配。7.11.2.6铁标准溶液：1mL溶液含铁（Fe）0.010mg。用移液管移取1mL按HG/T3696.2配制的铁标准贮备溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。该溶液现用现配。7.11.2.7镁标准溶液：1mL溶液含镁（Mg）0.010mg。用移液管移取1mL按HG/T3696.2配制的镁标准贮备溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。该溶液现用现配。7.11.2.8钙标准溶液：1mL溶液含钙（Ca）0.010mg。用移液管移取1mL按HG/T3696.2配制的钙标准贮备溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。该溶液现用现配。7.11.2.9硅标准溶液：1mL溶液含硅（Si）0.010mg。用移液管移取1mL按HG/T3696.2配制的硅标准贮备溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。该溶液现用现配。7.11.2.10水：符合GB/T6682—2008规定的二级水。7.11.3仪器设备电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）。7.11.4试验步骤HG/T3587—20237.11.4.1试验溶液及空白试验溶液的制备称取约0.20g已预先于105℃±2℃干燥至质量恒定的试样，置于250mL干燥的烧杯中，加8mL盐酸，置于电热板上加热，溶液颜色逐渐变为黄绿色，继续加热溶液颜色变为无色，沿烧杯壁缓慢加入适量水，继续加热至试样缓慢溶解。将溶液冷却至室温，转移至100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。同时同样做空白试验，空白试验溶液除不加试样外，其他加入试剂的种类和量与试验溶液相同。7.11.4.2工作曲线的绘制准备5组容量瓶，每组包括6个100mL容量瓶。按表3的要求移取相应待测元素标准溶液，分别置于6个100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。表3待测元素标准溶液移取的体积量1234561钠02钾03锶04硅050在仪器最佳的测定条件下，按表4给出的元素测定波长，测定工作曲线中各待测元素的发射强度，在每种元素测定之间应吸入盐酸。以待测元素标准溶液的质量浓度（mg/L）为横坐标，对应的发射强度为纵坐标绘制工作曲线。表4待测元素测定波长钠钾锶硅镁钙铝铁/nm7.11.4.3试验按照7.11.4.2相同条件测定试验溶液和空白试验溶液中各待测元素的发射强度。从工作曲线上查出待测元素的质量浓度（mg/L）。7.11.5试验数据处理待测元素以其氧化物的质量分数w5计，按公式（9）计算：w5=式中：x-3mρx——由工作曲线查出的试验溶液中待测元素质量浓度的数值，单位为毫克每升（mg/L）；ρ0——由工作曲线查出的空白试验溶液中待测元素质量浓度的数值，单位为毫克每升（mg/L）；HG/T3587—2023kx——待测元素换算为其氧化物的系数（kSrO=1.183；kNa2O=1.348；kK2O=1.205；kAL2O3=1.889；kFe2O3=1.430；kMgO