Титанат барію

Barium titanate
	; Кераміка титанату барію в пластиковій упаковці
Ідентифікатори
Номер CAS	12047-27-7
PubChem	6101006
Номер EINECS	234-975-0
RTECS	XR1437333
SMILES	[Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-]
InChI	1/2Ba.4O.Ti/q2+2;4-1;/r2Ba.O4Ti/c;;1-5(2,3)4/q2*+2;-4
Властивості
Молекулярна формула	BaTiO3
Молярна маса	233,192 г/моль
Зовнішній вигляд	білі кристали
Запах	без запаху
Густина	6,02 г/см3, твердий
Тпл	1625 °C
Розчинність (вода)	нерозчинний
Розчинність	невелика розчинність у розведених мінеральних кислотах; розчиняється у концентрованій сірчаній кислоті та плавиковій кислоті
Структура
Кристалічна структура	тетрагональна, tP5
Просторова група	P4mm, No. 99
Небезпеки
R-фрази	Шаблон:R20/22
S-фрази	S28A, S37 та S45
	Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
	Інструкція з використання шаблону
	Примітки картки

Титана́т ба́рію — неорганічна хімічна сполука з формулою BaTiO₃, сегнетоелектрик. Монокристали титанату барію прозорі, а порошок — білого кольору. Сегнетоелектичні властивості титанату барію відкрив 1944 року уродженець Білої Церкви — Вул Бенціон Мойсейович.

Структура

Титанат барію має п'ять термодинамічних фаз, у залежності від температури: гексагональну, кубічну, тетрагональну, орторомбічну й тригональну. Усі фази, крім кубічної, мають сегнетоелектричні властивості. Високотемпературна кубічна фаза найпростіша: вона складається з октаедричних центрів TiO₆, що визначають куб, у вершинах якого перебуває Ti, а ребра мають вигляд Ti-O-Ti. Ba²⁺ розташовані в центрах куба і мають номінальне координаційне число 12. При нижчих температурах титанат барію переходить у фази з нижчою симетрією, при цьому Ba²⁺ зміщується із центра комірки. Саме ці зміщення й визначають незвичайні властивості речовини.

Отримання

Титанат барію можна отримати, нагріваючи карбонат барію разом із двоокисом титану. Реакція відбувається через спікання в рідкій фазі. Монокристали вирощують при температурі 1100 °C із розплаву флуориду калію^[1]. Для легування додають домішки. Наприклад, таким чином отримують твердий розчин із титанатом стронцію. Розплав реагує з трихлоридом азоту з утворенням зеленої або сірої суміші, яка все ще зберігає сегнетоелектричні властивості.

Застосування

Як діелектрик із високою діелектричною проникністю титанат барію використовують у конденсаторах, а також у мікрофонах та інших перетворювачах. Спонтанна поляризація титанату барію становить при кімнатній температурі приблизно 0,15 Кл/м₂. Точка Кюрі — 120 °C^[2]. Як п'єзоелектрик його замінив цирконат титанат свинцю, відомий як PZT. Полікристалічний титанат барію має додатній температурний коефіцієнт, що робить його придатним для термісторів та електричних обігрівачів з терморегулюванням.

Ще одна галузь застосування титанату барію — нелінійна оптика. Він може використовуватися у видимій та близькій ультрафіолетовій області спектру. В ньому сильне зв'язування хвиль, що дозволяє використовувати його для чотирихвильового змішування. Для підвищення фоторефракції його легують іншими елементами, наприклад, залізом^[3].

Тонкі плівки титанату барію мають властивості електрооптичної модуляції на частотах понад 40 ГГц^[4].

Див. також

Виноски

↑ Francis S. Galasso «Barium Titanate, BaTiO3» Inorganic Syntheses 1973, Volume 14, 142—143. doi:10.1002/9780470132456.ch28.
↑ Wadhawan, Vinod K. (2000). Introduction to ferroic materials. CRC Press. с. 10. ISBN 978-90-5699-286-6. {{cite book}}: Вказано більш, ніж один |pages= та |page= (довідка)
↑ Fe:LiNbO3 Crystal. Архів оригіналу за 22 липня 2013. Процитовано 6 червня 2009.
↑ Tang, Pingsheng; Towner, D; Hamano, T; Meier, A; Wessels, B (2004). Electrooptic modulation up to 40 GHz in a barium titanate thin film waveguide modulator. Optics Express. 12 (24): 5962—7. doi:10.1364/OPEX.12.005962. PMID 19488237.

Це незавершена стаття про неорганічну сполуку.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.

[1] Francis S. Galasso «Barium Titanate, BaTiO3» Inorganic Syntheses 1973, Volume 14, 142—143. doi:10.1002/9780470132456.ch28.

[2] Wadhawan, Vinod K. (2000). Introduction to ferroic materials. CRC Press. с. 10. ISBN 978-90-5699-286-6. {{cite book}}: Вказано більш, ніж один |pages= та |page= (довідка)

[3] Fe:LiNbO3 Crystal. Архів оригіналу за 22 липня 2013. Процитовано 6 червня 2009.

[4] Tang, Pingsheng; Towner, D; Hamano, T; Meier, A; Wessels, B (2004). Electrooptic modulation up to 40 GHz in a barium titanate thin film waveguide modulator. Optics Express. 12 (24): 5962—7. doi:10.1364/OPEX.12.005962. PMID 19488237.

[1]

[2]

[3]