Титанат бария
Титана́т ба́рия — соединение оксидов бария и титана . Бариевая соль несуществующей в свободном виде метатитановой кислоты — . Кристаллическая модификация титаната бария со структурой перовскита является сегнетоэлектриком, обладающим фоторефрактивным и пьезоэлектрическим эффектом.
Титанат бария | |
---|---|
![]() | |
| |
Общие | |
Систематическое наименование |
Титанат бария |
Хим. формула | |
Физические свойства | |
Молярная масса | 233,192 г/моль |
Плотность | 6,02 г/см³ |
Термические свойства | |
Температура | |
• плавления | 1616 °C |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 12047-27-7 |
PubChem | 6101006 и 4437004 |
Рег. номер EINECS | 234-975-0 |
SMILES | |
InChI | |
RTECS | XR1437333 |
ChemSpider | 3636665 |
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
![]() |
После открытия Б. М. Вулом в 1944 году сегнетоэлектрических свойств у титаната бария начался принципиально новый этап в исследовании сегнетоэлектриков.
Физические свойства
правитьТитанат бария представляет собой бесцветные кристаллы. Нерастворим в воде.
При понижении температуры в кристаллах титаната бария происходит ряд последовательных сегнетоэлектрических фазовых переходов: при 120 °C они переходят из кубической (параэлектрической) фазы с пространственной группой Pm3m в тетрагональную полярную (сегнетоэлектрическую) фазу с пространственной группой P4mm, затем при 5 °C следует переход в орторомбическую полярную фазу с пространственной группой Amm2 и, наконец, при −90 °C — в ромбоэдрическую полярную фазу с пространственной группой R3m. Все три перехода — переходы первого рода, так что при изменении температуры диэлектрическая проницаемость меняется скачками. Выше температуры точки Кюри равной 120 °C диэлектрическая проницаемость следует закону Кюри — Вейсса:
- где — диэлектрическая проницаемость,
- — постоянная Кюри, зависящая от вещества, (для титаната бария равна 2900 K),
- — абсолютная температура в кельвинах.
Титанат бария характеризуется высокими значениями диэлектрической проницаемости (до 104; 1400±250 при н.у.); на его основе разработано несколько типов сегнетоэлектрической керамики, используемых для создания конденсаторов, пьезоэлектрических датчиков, позисторов.
Кроме кубической модификации со структурой перовскита, известна гексагональная модификация титаната бария (пространственная группа P63/mmc), устойчивая при температуре выше 1430 °C.
Получение
правитьТитанат бария получают спеканием карбоната бария ( ) с диоксидом титана ( ) при 1100 °C:
- .
Для выращивания монокристаллов используется раствор и в расплавах фторида калия ( ) или хлорида бария ( ).
Существует и пероксидный метод:
- .
Титанат бария также можно получить разложением оксалата барий-титанила .
Применение
правитьТитанат бария используется в качестве основы для диэлектрика при изготовлении керамических конденсаторов, а также в качестве материала для пьезоэлектрических микрофонов и пьезокерамических излучателей.
Литература
править- Вул Б. М. ДАН СССР, т. 43, с. 308 (1944).
- Б. М. Вул. Вещества с высокой и сверхвысокой диэлектрической проницаемостью // УФН. — 1967. — Ноябрь (т. 93, № 11). — С. 541—552. — ISSN 0042-1294. — doi:10.3367/UFNr.0093.196711n.0541.
- Фесенко Е. Г. Семейство перовскита и сегнетоэлектричество. М.: Атомиздат, 1972.
- Веневцев Ю. Н., Политова Е. Д., Иванов С. А. Сегнето- и антисегнетоэлектрики семейства титаната бария. М.: Химия, 1985.
- Лайнс М., Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы. М.: Мир, 1981.
Ссылки
править- Кутолин С. А., Вулих А. И., Шаммасова А. Е. Способ синтеза титанатов щелочноземельных металлов.
- Method of Producing Salts of Alkaline Earth Metalls. — Английский патент 1.171.875 от 30.04.1968.- Chem. Abstr., v.72, 33824m,1970.
(англ.)