Титанат бария

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Титанат бария
Титанат бария
Титанат бария
Общие
Систематическое
наименование
Титанат бария
Хим. формула BaTiO3
Физические свойства
Молярная масса 233.192 г/моль
Плотность 6.08 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 1616 °C
Классификация
Рег. номер CAS 12047-27-7
PubChem 6101006
SMILES
ChemSpider 10605734
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Титанат бария — соединение оксидов бария и титана BaTiO3. Кристаллическая модификация титаната бария со структурой перовскита является сегнетоэлектриком, обладающим фоторефрактивным и пьезоэлектрическим эффектом. После открытия Б. М. Вулом в 1944 году сегнетоэлектрических свойств у титаната бария начался принципиально новый этап в исследовании сегнетоэлектриков.

Физические свойства[править | править исходный текст]

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 пр. гр. Pm3m в тетрагональную полярную (сегнетоэлектрическую) фазу с пр. гр. P4mm, затем при 5 °C следует переход в орторомбическую полярную фазу с пр. гр. Amm2 и, наконец, при −90 °C — в ромбоэдрическую полярную фазу с пр. гр. R3m. Все три перехода - переходы первого рода, так что при изменении температуры диэлектрическая проницаемость меняется скачками. Выше температуры Tc= 120 °C диэлектрическая проницаемость следует закону Кюри-Вейсса: 
\varepsilon = \frac{C}{T - T_{c}},
где

\varepsilon — диэлектрическая проницаемость,
C — постоянная Кюри, зависящая от вещества,
T — абсолютная температура в кельвинах,
Tc — температура Кюри, К.

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 (пр. гр. P63/mmc), устойчивая при высокой температуре чуть ниже температуры плавления.

Получение[править | править исходный текст]

Титанат бария получают спеканием BaCO3 с TiO2 при 1100 °C:

BaCO3 + TiO2 = BaTiO3 + CO2↑.

Для выращивания монокристаллов используется раствор BaCO3 и TiO2 в расплавах KF или BaCl2.

Существует и пероксидный метод:

TiCl4 + BaCl2 + 2H2O2 + 6NH4OH = BaO2O2TiO•2H2O↓ + 6NH4Cl + 3H2O

BaO2O2TiO•2H2O = BaTiO3 + O2↑ (разложение при 700 °C)

Титанат бария также можно получить разложением барий-титанил оксалата Ba(TiO)(C2O4)2.

Применение[править | править исходный текст]

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

Литература[править | править исходный текст]

  • Б. М. Вул. ДАН СССР, т. 43, с. 308 (1944).
  • Е. Г. Фесенко. Семейство перовскита и сегнетоэлектричество. М.: Атомиздат, 1972.
  • Ю. Н. Веневцев, Е. Д. Политова, С. А. Иванов. Сегнето- и антисегнетоэлектрики семейства титаната бария. М.: Химия, 1985.
  • М. Лайнс, А. Гласс. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы. М.: Мир, 1981.

Ссылки[править | править исходный текст]