Титанат бария

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Титанат бария
Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование
Титанат бария
Хим. формула BaTiO3
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

Титана́т ба́рия — соединение оксидов бария и титана BaTiO3. Бариевая соль несуществующей в свободном виде метатитановой кислоты — H2TiO3. 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 код]

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 Tc= 120 °C диэлектрическая проницаемость следует закону Кюри-Вейсса: где

 — диэлектрическая проницаемость,
C — постоянная Кюри, зависящая от вещества, (2900 для BaTiO3).
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 температуре выше 1430 °C.

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

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

Существует и пероксидный метод:

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

Применение

[править | править код]

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

Литература

[править | править код]
  • Вул Б. М. ДАН СССР, т. 43, с. 308 (1944).
  • 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.
  • С. А. Кутолин,А. И. Вулих, А. Е. Шаммасова. 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.)