钛酸锶（SrTiO3）单晶体是一种典型的钙钛矿结构化合物,具有优良的光电性能,可用于光学镜头、红外窗口材料和人工宝石等方面,其更是作为高温超导薄膜外延生长的标准基片。通常使用焰熔法生长SrTiO3单晶体,该方法对原料粉体的形貌、粒度和流动性要求较高。传统焰熔法所使用的SrTiO3粉体原料为液相化学沉淀法制备,产物出现团聚现象,且粉体制备效率较低不能满足焰熔法大批量的商用需求。其次,传统焰熔法设备依靠人工经验手动操作,工艺参数不稳定,晶体生长成功率较低。本文采用固相法制备粒度、形貌以及流动性均符合焰熔法要求的SrTiO3粉体原料,具有工艺简单、产物纯度高、产量效率高等优点。同时通过计算机对单晶炉系统进行精确控制,成功制备出商用尺寸的SrTiO3单晶体,确立稳定的工艺参数,晶体生长的成功率提高至90%。采用湿法球磨后高温固相合成SrTiO3粉体,以SrCO3和TiO2为原料,同时添加1%的PAA-NH4为助磨剂,球磨24 h后的粉体经1200℃保温2 h得到平均粒径为0.26 μm、流动性指数为53.5、粒径分布较窄、满足焰熔法要求的块状形貌SrTiO3粉体。使用FLUENT软件对单晶炉燃烧室内温度和压力分布进行模拟计算,确定炉体观察孔设置在距喷嘴孔127 mm处。通过模拟计算可知,熔帽温度可通过H2流量进行控制,O2流量对温度影响不大,O2流量超过9 L/min后反而会降低熔帽温度。同时确定H2和O2喷嘴孔最佳尺寸分别为2.88 mm和5 mm。采用焰熔法制备SrTiO3单晶体,在H2和O2流量分别为24 L/min和9 L/min的条件下,以10 mm/h的速度生长,可得到直径Φ=25 mm、等径长50 mm的SrTiO3单晶体,其密度为5.1161 g/cm3,维氏硬度为539 Hv,晶体的红外透过率为60%。