تیتانات باریم یک ترکیب معدنی است و به شکل پودر سفید وجود دارد. این ماده، اولین اکسید فروالکتریک کشف شده با ساختار پروسکایت است. باریم تیتانات، یک ماده سرامیکی فروالکتریک است، دارای خواص پیزو الکتریک و یک اثر نور فشاری است. این ترکیب در بسیاری از اسیدها از جمله سولفوریک، هیدروکلریک و هیدروفلوریک محلول است، در قلیاها و آب نامحلول است.
تیتانات باریم را می توان با گرم کردن کربنات باریم و دی اکسید تیتانیوم تولید کرد. محصول نهایی شامل ساختار کریستالی شش ضلعی، مکعبی، چهار تایی، اورتورمبیک و رومبلیس می شود. تمام فازها به جز فاز مکعب اثر فروالکتریک را نشان می دهند.
این ماده در فرم خالص خود یک عایق الکتریکی است اما، با مقادیر کمی از فلزات مواد نیمه هادی تشکیل می دهند که مهمترین آنها اسکاندیم، ایتریوم، نئودیمیم، ساماریوم و غیره می باشد.
خواص و مشخصات شناسایی
| خواص | مشخصات |
| دانسیته (جامد) (g/cm۳) ۶/۰۲ | فرمول شیمیایی BaTiO۳ |
| نقطه ذوب (۰C) 1625 | وزن مولکولی (g/mol) 233/192 |
| بندگپ (تک کریستال و در ۰K 300) (eV) ۳/۲ | شماره (CAS No) 12047-27-7 |
| حلالیت در آب نامحلول | نام ها: Barium titanate |
سنتز تیتانات باریم
تیتانات باریم با گرم کردن دی اکسید تیتانیوم و کربنات باریم سنتز می شود. این واکنش از طریق پالایش فاز مایع صورت می گیرد. بلورهای آن تنها در دمای ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد از فلوراید پتاسیم مذاب تولید می شود. دوستان عزیز می توانید برای دریافت مقاله و مشاهده جزئیات کامل سنتز تیتانات باریم به روش هیدروترمال که در سال ۲۰۰۳ منتشر شده است، اینجا کلیک کنید.
باریم تیتانات به شکل پودر یا کریستال خود دارای ساختار پروکسایت موجود است. ساختار جامد این ترکیب، می تواند با تفاوت درجه حرارت متفاوت باشد. آنها می توانند در پنج مرحله مختلف، از دمای پایین تا دمای بالا وجود داشته باشند: رومبوج، اورتورمبیک ، تتراگونال، مکعب و شش ضلعی. فاز مکعبی باریم تیتانات، دارای مراکز TiO۶ هشت ضلعی است که مکعبی با لبه های Ti-O-Ti و عمودهای Ti را نشان می دهد.
کاربردها
تیتانات باریم کاربردهای زیادی دارد. این ماده می تواند به عنوان عایق الکتریکی در خالص ترین شکل مورد استفاده قرار گیرد. این ترکیب در خازن ها به عنوان ماده سرامیکی دی الکتریک استفاده می شود، همچنین در میکروفن ها و سایر مبدل ها به عنوان ماده پیزو الکتریک مورد استفاده قرار می گیرد.
درجه حرارت کوری برای تیتانات باریم ۱۲۰ درجه سانتیگراد و قطبش خودی خود آن در دمای اتاق در حدود ۰.۱۵ درجه در متر مربع است. در دمای کوری، تیتانات باریم مقاومت زیادی را نشان می دهد که می تواند در اندازه کریستال های آن تاثیر داشته باشد. در این دما، باریم تیتانات می تواند فاز خود را از تتراگونال به مکعب تغییر دهد.
بلورهای مجزا از این ترکیب می توانند خواص NTCR را نشان دهند. اشکال پلی کریستالی ترکیب، ضریب درجه حرارت مثبت را نشان می دهد، به همین دلیل از آن در تهیه سیستم های گرمایش برقی و تنظیم دما استفاده می شود.
سایر کاربردها:
بلورهای تیتانات باریم همچنین در اپتیک های غیرخطی استفاده می شود زیرا دارای جفت پرتو زیاد است و می تواند در طول موج نزدیک مادون قرمز و مرئی کار کند. این ماده را می توان در کاربردهای نوری شکست استفاده کرد. در فرکانس های بالاتر از ۴۰ گیگاهرتز، فیلم های نازک این ترکیب خواص تعدیل کننده الکترو نوری را نشان می دهند.
از خاصیت پیرو الکتریک این ماده برای تولید برخی از انواع حسگرها در دوربین های حرارتی استفاده می شود. از پودر تیتانات باریم با خلوص بالا برای ساخت سیستم های ذخیره انرژی خازن تیتانات باریم که در وسایل نقلیه برقی استفاده می شود.
تیتانات باریم یک سرامیک دی الکتریک است که برای خازن ها استفاده می شود. می توان به عنوان یک ماده پیزوالکتریک، آن را تا حد زیادی با تیتانات زیرکونات سرب جایگزین کرد، اما در میکروفن ها و مبدل های دیگر کاربرد گسترده ای داشته است.
سمیت باریم تیتانات
قرار گرفتن در معرض این ماده می تواند صدمات جدی به سلامتی انسان وارد کند:
– تماس با پوست: این ترکیب در صورت تماس با پوست می تواند باعث تحریک آن شود.
– تماس چشمی: قرار گرفتن چشم در معرض این ماده شیمیایی می تواند باعث تحریک چشم شود.
– بلع: مصرف این ماده شیمیایی می تواند باعث ایجاد حساسیت در دستگاه گوارش شود.
– استنشاق: تحریک دستگاه تنفسی در اثر استنشاق باریم تیتانات ایجاد می شود.