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
Изображение молекулярной модели
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
Рег. номер EINECS 234-975-0
SMILES
InChI
RTECS XR1437333
ChemSpider
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

После открытия Б. М. Вулом в 1944 году сегнетоэлектрических свойств у титаната бария начался принципиально новый этап в исследовании сегнетоэлектриков.

Физические свойства

править

Титанат 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

править

Титанат 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

править

Титанат бария используется в качестве основы для диэлектрика при изготовлении керамических конденсаторов, а также в качестве материала для пьезоэлектрических микрофонов и пьезокерамических излучателей.

Литература

править

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.)