티탄산바륨

Barium titanate
티탄산바륨
Barium titanate ceramics in plastic package
플라스틱 내 다결정 BaTiO3
식별자
3D 모델(JSmol)
켐스파이더
ECHA 정보 카드 100.031.783 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 234-975-0
RTECS 번호
  • XR1437333
유니
  • InChI=1S/2Ba.4O.Ti/q2*+2;4*-1; checkY
    키: JRPBQTZNDNNOP-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/2Ba.4O.Ti/q2*+2;4*-1;/r2BaO4Ti/c;1-5(2,3)4/q2*+2;-4
    키: JRPBQTZNDNNOP-NXYSCRTKAD
  • [Ba+2] [Ba+2][O-] [Ti]([O-])([O-])[O-]
특성.
BaTiO3
몰 질량 233.192g
외모 백색 결정
냄새 무취
밀도 6.02g/cm3, 솔리드
녹는점 1,625 °C (2,957 °F, 1,898 K)
불용해
용해성 희박한 광산에 약간 용해되며, 농축 불산에 용해됩니다.
밴드갭 3.2 eV (300 K, 단결정)[1]
no = 2.412, ne = 2.360[2]
구조.
사각형, tP5
P4mm, 99호
위험 요소
GHS 라벨링:
GHS07: Exclamation mark
경고
H302, H332
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

바륨 티탄산염(BTO)은 화학식이3 BaTiO인 무기 화합물이다.티탄산바륨은 분말처럼 하얗게 보이며 큰 결정으로 준비하면 투명하다.광굴절 효과를 나타내는 강유전체, 초유전체, 압전 세라믹 재료입니다.콘덴서, 전기기계 변환기 및 비선형 광학에 사용됩니다.

구조.

주요 기사:페로브스카이트 (구조)
입방체3 BaTiO 구조.빨간색 구는 산화물 중심, 파란색은 티이온4+, 녹색 구는 Ba입니다2+.

고체는 온도에 따라 4가지 다형체 중 하나에 존재합니다.고온부터 저온까지 4가지 다형체의 결정대칭은 입방체, 사각형, 직각체 및 마름모면체 결정구조이다.이 모든 상은 입방상과는 별도로 강유전체 효과를 나타낸다.고온 입방체 위상은 정점이 O개이고 모서리가 Ti-O-Ti인 정육면체를 정의하는 규칙적인 모서리 공유 8면체6 TiO 단위로 구성되므로 가장 쉽게 설명할 수 있습니다.입방체상에서 Ba는2+ 정육면체의 중심에 위치하며 공칭배위수는 12이다.낮은 대칭 단계는 낮은 온도에서 안정화되며 Ti의 중심4+ 위치 이동과 관련이 있습니다.이 물질의 주목할 만한 특성은 Ti [3]왜곡의4+ 협력적 행동에서 비롯됩니다.

용융점 이상에서는 액체가 고체 형태와는 국소 구조가 현저하게 다르며, 대부분의 Ti는4+ 4개의 산소에 의해 조정되며, 사면체4 TiO 단위에서는 보다 고도로 조정된 [4]단위와 공존합니다.

생산 및 취급 속성

BaTiO3 입자를 보여주는 스캔 전자현미경(SEM) 이미지.다른 형태들은 합성 조건(침전, 열수 및 용열 합성)에 따라 달라진다: 전구체의 농도, 반응 온도 및 시간을 변화시킴으로써 크기와 모양을 바꿀 수 있다.색상(추가된 경우)은 그레이스케일 수준을 강조하는 데 도움이 됩니다.일반적으로 티탄산바륨을 수용액에서 침전시켜 합성하면 반응물질의 농도를 줄여 수나노미터에서 수백나노미터까지 조절할 수 있는 구형의 입자를 만들 수 있다.매우 낮은 농도에서 입자는 이미지에 보고된 바와 같이 수상돌기와 같은 형태를 띠는 경향이 있습니다.

티탄산바륨은 비교적 간단한 sol-hydrothermal [5]방법으로 합성할 수 있다.티탄산바륨은 탄산바륨과 이산화티타늄을 가열하여 제조할 수도 있다.그 반응은 액상 소결로 진행된다.단일 결정은 용해된 플루오르화 [6]칼륨에서 약 1100°C에서 배양할 수 있습니다.다른 물질들은 종종 도판트로 첨가된다. 예를 들어, 스트론튬 티탄산염과 함께 고체 용액을 형성하기 위해 Sr.삼염화질소와[clarification needed] 반응하여 녹색 또는 회색 혼합물을 생성합니다. 혼합물의 강유전체 특성은 여전히 이 형태로 존재합니다.

입자 형태학과 그 특성 사이의 관계를 연구하는 데 많은 노력이 투입되었다.티탄산바륨은 비정상적인 곡물 성장을 보이는 몇 안 되는 세라믹 화합물 중 하나이며, 이 세라믹 화합물에서는 큰 면상 입자가 미세한 입자의 매트릭스로 성장하며, 밀도 및 물리적 [7]특성에 깊은 영향을 미칩니다.완전밀도의 나노결정 티타늄산바륨은 기존 [8]방식보다 유전율이 40% 높다.주석과 티탄산바륨을 첨가하면 다이아몬드보다 점탄성 강성이 높은 부피가 생성되는 것으로 나타났다.티탄산바륨은 결정의 모양과 부피를 바꾸는 2상 전이를 거칩니다.이러한 위상 변화는 티타늄산바륨이 음의 부피 계수(영 계수)를 갖는 합성물로 이어집니다. 즉, 포접물에 힘이 작용하면 반대 방향으로 변위가 발생하여 [9]합성물이 더욱 단단해집니다.

많은 산화물과 마찬가지로 티탄산바륨은 물에서는 용해되지 않지만 황산의 공격을 받습니다.벌크 실온 밴드갭은 3.2eV이지만 입자가 약 15nm에서 [1]7nm로 줄어들면 3.5eV까지 증가한다.

사용하다

퀴리 온도를 통한 냉각에 대한 BaTiO에서3 형성되는 강탄성 영역의 투과 전자 현미경 검사.도메인 번들이 만나는 정점은 등각 결정의 중심(위)에서 타원형의 중심([10]아래)으로 이동합니다.

티탄산바륨은 캐패시터에 사용되는 유전체 세라믹으로, 유전체 상수 값이 7,000에 달합니다.좁은 온도 범위에서 최대 15,000개의 값이 가능합니다. 대부분의 세라믹 및 폴리머 재료는 10 미만이며 이산화티타늄(TiO2)과 같은 다른 재료는 20에서 70 사이의 [11]값을 가집니다.

이것은 마이크와 다른 변환기에 사용되는 압전 재료입니다.실온에서 티탄산바륨 단결정의 자연 분극은 [12]상온에서 0.15C2/m와 [13]최신 간행물에서 0.26C2 사이이며 퀴리 온도는 120~130°C 사이이다.이러한 차이는 성장 기술과 관련이 있으며, 이전의 플럭스 성장 결정은 Czochralski 프로세스로 [14]성장한 현재의 결정보다 순도가 낮으며, 따라서 자연 분극이 더 크고 퀴리 온도가 더 높습니다.

압전 재료로서, 그것은 PZT라고도 알려진 지르콘산 티탄산 납으로 대체되었다.다결정 티탄산바륨은 저항온도계수가 정의되어 있어 서미스터 및 자가조절식 전기난방시스템에 유용한 재료입니다.

티탄산바륨 결정은 비선형 광학에서 사용된다.이 재료는 빔 커플링 게인이 높으며 가시 파장과 근적외선 파장에서 작동할 수 있습니다.Self-Pumped Phase Conjection(SPPC; 셀프펌프 위상결합) 응용에 사용되는 재료 중 가장 높은 반사율을 가지고 있습니다.밀리와트 범위의 광전력을 가진 연속파 4파 혼합에 사용할 수 있습니다.광굴절 애플리케이션의 경우, 티탄산바륨은 철과 [15]같은 다양한 다른 원소에 의해 도핑될 수 있습니다.

티탄산바륨 박막은 40GHz [16]이상의 주파수로 전기광학적 변조를 나타낸다.

티탄산바륨의 열전 및 강유전체 특성은 열 카메라의 냉각되지 않은 센서에 사용됩니다.

티탄산바륨은 서미스터 및 정온도계수 발열소자에 널리 사용된다.이러한 용도로는 재료 반도체 특성을 제공하기 위해 도판트로 티탄산바륨을 제조한다.특정 용도에는 모터용 과전류 보호, 형광등용 밸러스트, 자동차 실내 공기 히터 및 소비자 공간 [17][18]난방기가 포함됩니다.

고순도 티탄산바륨 분말은 전기차에 [19]사용되는 새로운 티탄산바륨 캐패시터 에너지 저장 시스템의 핵심 성분으로 보고되고 있습니다.

생체적합성이 높아졌기 때문에, [20]티탄산바륨 나노 입자(BTNPs)는 최근 약물 전달을 위한 나노 캐리어로서 사용되고 있다.

티탄산바륨 [21][22]기판에서 성장한 박막에서 거대한 강도의 자기 전기 효과가 보고되었습니다.

자연발생

바리오페롭스카이트는 매우 희귀한 천연 BaTiO3 유사체로 베니토사이트에서 미세 [23]침전물로 발견된다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크

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