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 они переходят из кубической (параэлектрической) фазы с пространственной группой Pm3m в тетрагональную полярную (сегнетоэлектрическую) фазу с пространственной группой P4mm, затем при следует переход в орторомбическую полярную фазу с пространственной группой Amm2 и, наконец, при — 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 точки Кюри равной диэлектрическая проницаемость следует закону Кюри — Вейсса:
где — диэлектрическая проницаемость, — постоянная Кюри, зависящая от вещества, (для титаната бария равна 2900 K), — абсолютная температура в кельвинах.
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 (пространственная группа P63/mmc), устойчивая при температуре выше
Получение Титанат бария получают спеканием карбоната бария (BaCO3) с диоксидом титана (TiO2) при
BaCO3 + TiO2 -> BaTiO3 + CO2 ^.
Для выращивания монокристаллов используется раствор BaCO3 и TiO2 в расплавах фторида калия (KF) или хлорида бария (BaCl2).
Существует и пероксидный метод:
TiCl4 + BaCl2 + 2 H2O2 + 6 NH4OH -> BaO2O2TiO.2H2O v + 6 NH4Cl + 3 H2O,
BaO2O2TiO . 2 H2O ->[700~\ce{^oC}] BaTiO3{}+ O2{}+ 2 H2O.
Титанат бария также можно получить разложением оксалата барий-титанила Ba(TiO)(C2O4)2.
Применение Титанат бария используется в качестве основы для 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 Кутолин С. А., Вулих А. И., Шаммасова А. Е. 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.
Категория:Оксиды бария бария Категория:Сегнетоэлектрики Категория:Пьезоэлектрики Категория:Соединения бария по алфавиту