Войти
 . Поликристаллический BaTiO 3 из пластика | |
| Идентификаторы | |
|---|---|
| Номер CAS | |
| 3D-модель (JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.031.783  |
| Номер EC |
|
| PubChem CID | |
| Номер RTECS |
|
| UNII | |
| Панель управления CompTox (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБАЕТСЯ
| |
| Свойства | |
| Химическая формула | BaTiO 3 |
| Молярная масса | 233,192 г |
| Внешний вид | белые кристаллы |
| Запах | без запаха |
| Плотность | 6,02 г / см, твердое вещество |
| Точка плавления | 1,625 ° C (2957 ° F; 1,898 K) |
| Растворимость в воде | нерастворим |
| Растворимость | мало растворим в разбавленных минеральных кислотах; растворяется в концентрированной фтористоводородной кислоте |
| Ширина запрещенной зоны | 3,2 эВ (300 K, монокристалл) |
| Показатель преломления (nD) | no2,412; n e = 2,360 |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | Тетрагональная, tP5 |
| Пространственная группа | P4mm, No. 99 |
| Опасности | |
| Пиктограммы GHS |  |
| Сигнальное слово GHS | Предупреждение |
| Предупреждения об опасности GHS | H302, H332 |
| Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандарте состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 N (что такое ?) | |
| Ссылки в информационном окне | |
Титанат бария является неорганическое соединение с химической формулой BaTiO 3. Титанат бария выглядит белым в виде порошка и прозрачным при приготовлении в виде крупных кристаллов. Это сегнетоэлектрический керамический материал, который проявляет фоторефрактивный эффект и пьезоэлектрические свойства. Он используется в конденсаторах, электромеханических преобразователях и нелинейной оптике.
Структура кубического BaTiO 3. Красные сферы - это центры оксидов, синие - катионы Ti, а зеленые сферы - Ba. Твердое вещество существует в одном из четырех полиморфов в зависимости от температуры. От высокой до низкой температуры эти кристаллические симметрии четырех полиморфов имеют кубическую, тетрагональную, орторомбическую и ромбоэдрическую кристаллическую структуру.. Все эти фазы проявляют сегнетоэлектрический эффект, за исключением кубической фазы. Легче всего описать высокотемпературную кубическую фазу, так как она состоит из обычных октаэдрических единиц TiO 6 с общими углами, которые определяют куб с O вершинами и ребрами Ti-O-Ti. В кубической фазе Ва расположен в центре куба с номинальным координационным числом, равным 12. Фазы с более низкой симметрией стабилизируются при более низких температурах и включают перемещение Ti в нецентральные положения. Замечательные свойства этого материала проистекают из кооперативного поведения искажений Ti.
Выше точки плавления жидкость имеет заметно отличающуюся от твердых форм локальную структуру с большей частью Ti, координированной с четырьмя атомами кислорода, в тетраэдрических единицах TiO 4, которые сосуществуют с более высококоординированными единицами.
Изображения, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), демонстрирующие частицы BaTiO 3. Различные морфологии зависят от условий синтеза (осаждение, гидротермальный и сольвотермический синтез): размер и форма могут быть изменены путем изменения концентрации предшественников, температуры реакции и времени. Цвет (если добавлен) помогает подчеркнуть уровни оттенков серого. Как правило, синтез титаната бария осаждением из водного раствора позволяет получать частицы сферической формы с размером, который может быть изменен от нескольких нанометров до нескольких сотен нанометров за счет уменьшения концентрации реагентов. При очень низкой концентрации частицы имеют тенденцию к развитию дендритной морфологии, как показано на изображениях. Титанат бария может быть синтезирован относительно простым золь-гидротермальным методом. Титанат бария можно также получить нагреванием карбоната бария и диоксида титана. Реакция протекает через жидкофазное спекание. Монокристаллы можно выращивать при температуре около 1100 ° C из расплавленного фторида калия. Другие материалы часто добавляют в качестве легирующих добавок, например, Sr для образования твердых растворов с титанатом стронция. Он реагирует с трихлоридом азота и образует зеленоватую или серую смесь; сегнетоэлектрические свойства смеси все еще присутствуют в этой форме.
Много усилий было потрачено на изучение взаимосвязи между морфологией частицы и ее свойствами. Полностью плотный нанокристаллический титанат бария имеет на 40% большую диэлектрическую проницаемость , чем тот же материал, полученный классическими способами. Было показано, что добавление включений титаната бария к олову дает объемный материал с более высокой вязкоупругой жесткостью, чем у алмазов. Титанат бария претерпевает два фазовых перехода, которые изменяют форму и объем кристалла. Это фазовое изменение приводит к композитам, в которых титанаты бария имеют отрицательный модуль объемной упругости (модуль Юнга ), что означает, что когда на включения действует сила, происходит смещение в противоположном направлении, что еще больше увеличивает жесткость композита. 81>
Как и многие оксиды, титанат бария нерастворим в воде, но подвергается действию серной кислоты. Его объемная ширина запрещенной зоны при комнатной температуре составляет 3,2 эВ, но она увеличивается до ~ 3,5 эВ, когда размер частиц уменьшается примерно с 15 до 7 нм.
Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия. сегнетоэластичных доменов, которые образуются в BaTiO 3 при охлаждении до температуры Кюри. Точка вершины, где встречаются пучки доменов, перемещается от центра в изометрических кристаллах (вверху) к смещению от центра в продолговатых кристаллах (внизу). Титанат бария - это диэлектрик керамика, используемый в конденсаторах со значением диэлектрической проницаемости до 7000. В узком диапазоне температур возможны значения до 15000; наиболее распространенные керамические и полимерные материалы имеют значения менее 10, в то время как другие, такие как диоксид титана (TiO 2), имеют значения от 20 до 70.
Это пьезоэлектрик материал, используемый в микрофонах и других преобразователях. Спонтанная поляризация монокристаллов титаната бария при комнатной температуре находится в диапазоне от 0,15 C / м в более ранних исследованиях до 0,26 C / м в более поздних публикациях, а его температура Кюри составляет от 120 до 130 ° C. Различия связаны с техникой выращивания: более ранние кристаллы , выращенные из потока, менее чистые, чем современные кристаллы, выращенные с помощью процесса Чохральского, которые, следовательно, имеют большую спонтанную поляризацию и более высокую температуру Кюри..
Как материал пьезоэлектрический, он был в значительной степени заменен на цирконат-титанат свинца, также известный как PZT. Поликристаллический титанат бария имеет положительный температурный коэффициент сопротивления, что делает его полезным материалом для термисторов и саморегулирующихся систем электрического нагрева.
Кристаллы титаната бария находят применение в нелинейной оптике. Материал имеет высокий коэффициент передачи луча и может работать в видимой и ближней инфракрасной областях спектра. Он имеет самый высокий коэффициент отражения среди материалов, используемых для самонакачивания фазового сопряжения (SPPC). Его можно использовать для непрерывного четырехволнового смешения с оптической мощностью в милливаттном диапазоне. Для фоторефрактивных применений титанат бария может быть легирован различными другими элементами, например железо.
Тонкие пленки титаната бария отображают электрооптическую модуляцию до частот выше 40 ГГц.
Пироэлектрические и сегнетоэлектрические свойства титаната бария используются в некоторых типах Неохлаждаемые датчики для тепловизионных камер.
Сообщается, что порошок титаната бария высокой чистоты является ключевым компонентом новых конденсаторных систем накопления энергии из титаната бария для использования в электромобилях.
Из-за их повышенного содержания биосовместимость, наночастицы титаната бария (BTNP) недавно были использованы в качестве наноносителей для доставки лекарств.
Сообщалось о гигантском магнитоэлектрическом эффекте гигантской силы в тонких пленках, выращенных на подложках из титаната бария.
Бариоперовскит - очень редкий природный аналог BaTiO 3, обнаруженный в виде микровключений в бенитоите.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Титанат бария. |
