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
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.
Получение
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
Титанат бария используется в качестве диэлектрика при изготовлении керамических конденсаторов, а также в качестве материала для пьезоэлектрических микрофонов и пьезокерамических излучателей.
Литература
- 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.
Ссылки
- 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.)
Ссылки на внешние ресурсы |
---|
| |
---|
В библиографических каталогах | |
---|