Bariumtitanaatti | |
![]() | |
__ Ba 2+ __ Ti 4+ __ O 2– bariumtitanaatin kiteinen rakenne . |
|
Henkilöllisyystodistus | |
---|---|
N o CAS | |
N o ECHA | 100 031 783 |
N O EY | 234-975-0 |
N o RTECS | XR1437333 |
PubChem | 6101006 |
Hymyilee |
[O -] [Ti] (= O) [O -]. [Ba + 2] , |
InChI |
Std. InChI: InChI = 1S / Ba.3O.Ti / q + 2 ;; 2 * -1; Std. InChIKey: WNKMTAQXMLAYHX-UHFFFAOYSA-N |
Ulkomuoto | Hajuton, väritön tai kellertävä valkoinen jauhe |
Kemialliset ominaisuudet | |
Raaka kaava | BaTiO 3 |
Moolimassa | 233,192 ± 0,009 g / mol Ba 58,89%, O 20,58%, Ti 20,53%, |
Fyysiset ominaisuudet | |
T ° fuusio | 1625 ° C |
Liukoisuus | Käytännössä liukenematon veteen 20 ° C: ssa |
Tilavuusmassa | 6,08 g · cm -3 |
Sähköiset ominaisuudet | |
Kielletty kaista | 3,2 eV at 300 K |
Kristallografia | |
Kristallijärjestelmä | Nelikulmainen |
Pearsonin symboli | |
Tyypillinen rakenne | Perovskiitti |
Optiset ominaisuudet | |
Taitekerroin |
n 0 = 2,412 n e = 2,360 |
Varotoimenpiteet | |
SGH | |
![]() Varoitus H302, H332, P261, P264, P270, H302 : Haitallista nieltynä H332 : Terveydelle haitallista hengitettynä P261 : Vältä pölyn / savun / kaasun / sumun / höyryjen / suihkeen hengittämistä. P264 : Pese… huolellisesti käsittelyn jälkeen. P270 : Älä syö, juo tai tupakoi käyttäessäsi tätä tuotetta. |
|
NFPA 704 | |
0 2 0 | |
SI- ja STP- yksiköt, ellei toisin mainita. | |
Bariumtitanaattia on kemiallinen yhdiste on kaavan BaTiO 3. Tämä keraaminen materiaali on muodostettu ferrosähköisen valkoista kiinteää ainetta , jossa on voimakas hystereesi , jossa myös on photorefractive vaikutus ja priezoelectric vaikutus . Se löytää sovelluksia erityisesti kondensaattoreihin , sähkömekaanisiin muuntimiin , PTC-termistoreihin ja epälineaariseen optiikkaan . Se esiintyy luonnostaan myös harvinaisessa mineraalissa, jota kutsutaan baryoperovskiitiksi.
Se on sekoitettu oksidi ja titaanin ja barium kiteytymispiste on rakenne , jonka symmetria riippuu lämpötilasta: kuutio perovskiittia yläpuolella sen Curie-lämpötila on 120 kohteeseen 130 ° C: seen , se on tetragonaalinen ajan huoneen lämpötilassa , sitten ortorombisen alle 0 ° C: ssa ja trigonaalinen alla - 90 ° C . Tetragonisessa muoto on tunnettu siitä kideparametrien yhtä kuin = 399,2 pm ja c = 403,6 pm . Tässä rakenteessa kationi on titaanin Ti 4+ on oktaedriä TiO 6siirretään suhteessa oksidi anionit O 2- , joka generoi sähköstaattisen dipolimomentti ja polarisaatio, joka on alkuperä erityisesti ferrosähköisen Tämän materiaalin ominaisuuksien. Tämä spontaani polarisaatio katoaa Curie-lämpötilan yläpuolelle siirtyessä kuutioiseen kiteiseen faasiin, jossa Ti 4+ -kationit ovat TiO 6- oktaedran keskellä. .
Bariumtitanaatti on veteen liukenematon, mutta rikkihappo hyökkää siihen . -Aukko irtotavaran huoneenlämpötilassa on 3,2 eV , mutta muuttuu noin 3,5 eV , kun raekoko pienenee 15-7 nm . Nestemäisessä tilassa, bariumtitanaatti sisältää merkittävän osan TiO 4 tetrahedra oktaedrojen joukossa.
Viljan morfologian ja massiivisten materiaalien ominaisuuksien välisiä suhteita on tutkittu laajasti. Esimerkiksi bariumtitanaatin sulkeumien lisääminen tinaan johtaa kiinteään materiaaliin, jolla on suurempi viskoelastinen jäykkyys kuin timanteilla . Tämä johtuu siitä, että bariumtitanaatin sulkeumissa tapahtuvat vaihesiirtymät johtavat negatiiviseen isostaattiseen kimmomoduuliin, joka vastustaa tinan muodonmuutoksia, mikä lisää jäykkyyttä.
Bariumtitanaattia voidaan tuottaa synteesin sooli-hydrotermiset (in) , esimerkiksi bariumkloridia BaCI 2ja titaanitetrakloridi TiCl 4kanssa natriumhydroksidin NaOH mineraaliaineena lämpötilassa 100 kohteeseen 250 ° C: seen . Vanhempi menetelmä etenee kalsinoimalla ja bariumkarbonaatin BaCO 3jossa titaanidioksidi TiO 2lämpötilassa 1200 ° C :
BaCO 3+ TiO 2⟶ BaTiO 3+ CO 2.Siten on mahdollista edetä kiteyttämällä sula liuos. Stöhkiometriset määrät bariumkarbonaattia ja titaanidioksidia, esimerkiksi anataasin muodossa , sekoitetaan noin 30 paino-% bariumtitanaattia ja peitetään vedettömällä kaliumfluoridilla KF . Bariumtitanaattia kiteytyy uunin välillä 1000 ja 1160 ° C: ssa . Se on eristetty KF pesemällä kuumalla vedellä, joka antaa kiteitä BaTiO 3 . Saatu materiaali on upokkaassa , että platinan välillä bariumtitanaattia kaupallisesti saatavilla koostuu yksittäisistä kiteistä erottaa jonkinlaista kaksoset perhonen. Muut elementit ovat usein lisätään kuten lisäaineiden , esimerkiksi strontium muodostamaan kiinteitä liuoksia, kanssa strontiumtitanaatti SrTiO 3.
Bariumtitanaattia on sähköinen eriste käytetään keraamisia kondensaattoreita (fr) , jossa on permittiivisyys suhteellinen ylittää 5000 tai jopa 6 000 on myös materiaali piézolectrique käytetty mikrofonien ja muita muuntimia . Spontaani polarisaatio bariumtitanaattia huoneenlämpötilassa arvioitiin 0,15 C / m 2 ensimmäisessä tutkimuksissa, mutta pikemminkin 0,26 C / m 2 uudemmissa julkaisuissa, kun taas sen Curie-lämpötila mitataan välillä 120 ja 130 ° C: ssa . Nämä erot johtuvat materiaalin kasvutekniikoista, vanhoista kristallogeneesiprosesseista , joissa käytetään vähemmän puhtaita virtauksia kuin nykyisessä Czochralski-prosessissa .
Bariumtitanaatti on suurelta osin korvattu PZT : llä tai lyijytitano-zirkonaateilla PbZr x Ti 1 - x O 3, jossa 0 ≤ x ≤ 1 , optimin ollessa x = 0,52 . Monikiteinen bariumtitanaattia on positiivinen lämpötilakerroin vastus , joten se on houkutteleva materiaali termistorit ja itsesäätyvä sähkölämmitys järjestelmiä.
On epälineaarinen optiikka , bariumtitanaatti kiteiden suuren säteen kytkimen vahvistus ja voidaan käyttää aallonpituuksien on näkyvän spektrin ja lähi-infrapuna . BaTiO 3on korkein itsepumppujen faasin konjugaatio ( SPPC ) -sovelluksissa käytettyjen materiaalien heijastavuus . Sitä voidaan käyttää varten neljän aallon sekoitus on CW , jonka teho on suuruusluokkaa milliwatin. Valorefraktiivisissa sovelluksissa bariumtitanaattia voidaan seostaa useilla muilla alkuaineilla, kuten raudalla .
Ohut kalvo bariumtitanaattia osoittavat elektro-optinen vaikutus yli 40 GHz .
Pyroelektrinen ja ferrosähköiset ominaisuudet bariumtitanaattia käytetään tietyntyyppisten lämpökameran ilmaisimet .
Bioyhteensopivuus bariumtitanaattia tekee tutkimuskohde kuin nanohiukkasten materiaalia varten lääkeaineen .