Титанат бария
| Кристальная структура | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||
| __ Ba 2+ __ Ti 4+ __ O 2- | |||||||||||||||||||
| Общий | |||||||||||||||||||
| Фамилия | Титанат бария | ||||||||||||||||||
| Другие названия |
Титанат бария (IV) |
||||||||||||||||||
| Формула соотношения | BaTiO 3 | ||||||||||||||||||
| Краткое описание |
от белого до серого, порошок без запаха |
||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы / базы данных | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| характеристики | |||||||||||||||||||
| Молярная масса | 233,19 г моль -1 | ||||||||||||||||||
| Физическое состояние |
твердо |
||||||||||||||||||
| плотность |
5,85 г см −3 |
||||||||||||||||||
| Температура плавления |
1620 ° С |
||||||||||||||||||
| растворимость |
почти не растворим в воде |
||||||||||||||||||
| Инструкции по технике безопасности | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| MAK |
0,5 мг м -3 бария |
||||||||||||||||||
| Насколько это возможно и обычно, используются единицы СИ . Если не указано иное, приведенные данные относятся к стандартным условиям . | |||||||||||||||||||
Титанат бария представляет собой смешанный оксид из бария и титана из группы титаната и кристаллизуется в перовскита структуре.
Извлечение и представление
BaTiO 3 может быть получен с использованием классического метода смешанного оксида из BaCO 3 ( карбонат бария ) и TiO 2 ( диоксид титана ) в твердофазной реакции, известной как прокаливание , при температуре 1200 ° C.
Кристаллизация из расплавленного раствора предлагает более умеренные условия. Стехиометрические количества карбоната бария и диоксида титана ( анатаза ) смешивают с большим избытком хлорида натрия или покрывают фторидом калия . Титанат бария кристаллизуется в печи при температуре от 1000 до 1160 ° C. После вымывания остатков соли получают в очень чистом виде, в виде мелких кристаллов.
Если реакцию проводят в платиновом тигле в расплаве фторида калия при 1160 ° C с использованием коммерчески доступного порошкообразного титаната бария, получаются ярко выраженные монокристаллы соединения, которые иногда двойниковые .
Физические свойства
Титанат бария относится к группе электрокерамики . Титанат бария является сегнетоэлектриком и имеет ярко выраженную петлю гистерезиса . Как и все сегнетоэлектрики, он имеет высокую диэлектрическую проницаемость , которая сильно зависит от напряженности электрического поля .
Титанат бария кристаллизуется с двумя типами полиморфной решетки: гексагональной решеткой и структурой перовскита. При температурах ниже 120 ° C это тетрагонально искаженная модификация структуры перовскита с постоянными решетки a = 399,2 пм и c = 403,6 пм, при которой ион титана смещен в направлении z по сравнению с ионами кислорода. Это приводит к дипольному моменту элементарной ячейки и поляризации. При достижении температуры Кюри 120 ° C происходит фазовый переход к кубической структуре перовскита, в которой ион титана располагается точно в центре октаэдра из ионов кислорода. Это означает, что элементарная ячейка кристалла больше не имеет дипольного момента, и кристалл больше не является сегнетоэлектриком. При высоких температурах происходит фазовый переход в гексагональную фазу. Этот фазовый переход требует более обширной перегруппировки ионов, чем переход при 120 ° C. Поэтому в случае более крупных кристаллов часто случается, что они ломаются во время этого превращения.
Ниже 0 ° C наблюдается ромбическая симметрия , а ниже −90 ° C она переходит в тригональную.
использовать
Благодаря своим сегнетоэлектрическим, диэлектрическим и пироэлектрическим свойствам титанат бария и связанные с ним перовскиты, такие как Pb (Zr, Ti) O 3 , используются, среди прочего, в качестве материалов в электронике и сенсорах. Примерами являются термисторы PTC и их использование в качестве нелинейного диэлектрика в керамических конденсаторах большой емкости . Однако конкретное значение емкости сильно колеблется и зависит, среди прочего, от напряжения, приложенного к конденсатору, и температуры.
литература
- Артур Р. фон Хиппель : сегнетоэлектричество, доменная структура и фазовые переходы титаната бария . В: Rev. Mod. Phys. 1950, 22, стр. 221-237, DOI : 10.1103 / RevModPhys.22.221 .
веб ссылки
Индивидуальные доказательства
- ↑ a b c d e Технические данные титаната бария от AlfaAesar, по состоянию на 7 января 2010 г. ( PDF )(Требуется JavaScript) .
- ↑ б запись на титаната бария в базе данных GESTIS субстанции в МРС , доступ к 8 января 2021 года. (Требуется JavaScript)
- ↑ Не указано явно в Регламенте (ЕС) № 1272/2008 (CLP) , но с указанной маркировкой он попадает в группу солей бария, за исключением сульфата бария, солей 1-азо-2-гидроксинафталинил арилсульфоновой кислоты. кислоты и солей , указанных в других разделах настоящего приложения , в классификации и маркировки перечня в Европейское химическое агентство (ECHA), доступ к 1 февраля 2016 г. Производители или поставщики могут расширить гармонизированной системы классификации и маркировки .
- ↑ а б в г д Фрэнсис С. Галассо: Титанат бария, BaTiO 3 (оксид бария-титана (IV)) . В: Аарон Уолд и Джон К. Рафф (ред.): Неорганические синтезы . Лента 14 . McGraw-Hill Book Company, Inc., 1973, ISBN 07-071320-0 (с дефектом ) , стр. 142-143 (английский).