鈦酸鋇

鈦酸鋇
識別
CAS號	12047-27-7
PubChem	6101006
ChemSpider	10605734
SMILES	[Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-];
InChI	1/2Ba.4O.Ti/q2+2;4-1;/r2Ba.O4Ti/c;;1-5(2,3)4/q2*+2;-4;
InChIKey	JRPBQTZRNDNNOP-NXYSCRTKAD
RTECS	XR1437333
性質
化學式	BaTiO3
摩爾質量	233.192 g·mol⁻¹
外觀	白色晶體
密度	6.02
熔點	1625 °C
溶解性（水）	難溶
溶解性	微溶於稀的無機酸；溶於濃的硫酸和氫氟酸
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

鈦酸鋇是鋇和鈦的混合氧化物，也稱偏鈦酸鋇，化學式為BaTiO₃。鈦酸鋇是一個鐵電陶瓷材料，有光折射效應（英語：Photorefractive_effect）及壓電性質。其固態時可有五種晶體結構，溫度從高到低依次為：六方、等軸、四方、斜方及三方晶系。除等軸外，其餘的結構都呈現鐵電性。

外觀

鈦酸鋇為白色粉末或透明晶體。它難溶於水，可溶於濃硫酸，R/S phrase 為R20/22，S28A，S37和S45。性狀白色粉末。

熔點 1625℃

相對密度 6.017

溶解性溶於濃硫酸、鹽酸及氫氟酸，不溶於熱的稀硝酸、水和鹼。

熔點:1625℃溶解性:INSOLUBLE

生產

製備鈦酸鋇的方法較多，有固相法和共沉澱（英語：Coprecipitation）法等。^[1]

固相法：

鈦酸鋇可通過煅燒碳酸鋇和二氧化鈦製得，其中可摻雜任意其他材料。

TiO₂ + BaCO₃ = BaTiO₃ + CO₂↑

共沉澱法：

(一) 將氯化鋇和四氯化鈦按等物質的量混合溶解，加熱至70°C，然後滴入草酸，得到水合草酸鈦酰鋇[BaTiO(C₂O₄)₂·4H₂O]沉澱，經洗滌、乾燥，再進行熱解，最後得到產品。

BaCl₂ + TiCl₄ + 2H₂C₂O₄ + 5H₂O = BaTiO(C₂O₄)₂·4H₂O↓ + 6HCl

BaTiO(C₂O₄)₂·4H₂O = BaTiO₃ + 2CO₂↑ + 2CO↑ + 4H₂O

(二) 偏鈦酸經打漿後加入氯化鋇溶液，然後在攪拌下加入碳酸銨，生成碳酸鋇和偏鈦酸共沉澱，煅燒後得產品。

BaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ = BaCO₃ + 2NH₄Cl

H₂TiO₃ + BaCO₃ = BaTiO₃ + CO₂↑ + H₂O

有報道稱，高純的硝酸鋇是電動車中EEstor（英語：EEstor）鈦酸鋇電容儲能系統的關鍵組分。^[2]

鈦酸鋇常與鈦酸鍶混合。

用途

鈦酸鋇被用作陶瓷電容器的介電材料、麥克風和其他傳感器的壓電材料。作為壓電材料，它在很大程度上取代鋯鈦酸鉛。^[3]

多晶鈦酸鋇顯示正的溫度係數，使之成為熱敏電阻和自我調節電熱系統的有用材料。

全緻密納米結晶（nanocrystalline）鈦酸鋇的介電係數高達40%，比其他同樣以傳統方法製造的材料更高。^[4]

鈦酸鋇結晶被用於非線性光學。它有高的光耦合增益，並能維持在可見光和近紅外線波段。

它在自泵浦相位共軛（self-pumped phase conjugation，SPPC）的應用所使用的材料中有最高的反射率。它可用於連續波四波混頻（four-wave mixing）毫瓦遠程光功率。在光折變應用中，鈦酸鋇可以摻雜其他各種元素，例如鈰。^[5]

在錫中摻入鈦酸鋇的包合物（inclusions）已經顯示創造出一個比鑽石高的黏彈勁度（英語：stiffness）的散狀物料（bulk material）。鈦酸鋇在相變時會改變晶體的形狀和體積。這導致複合材料的鈦酸鋇有負的體積彈性模量（楊氏模量），即當一個作用力施加在包合物上時，在反方向會產生位移，並進一步勁化複合材料。^[6]

鈦酸鋇薄膜電光調製器（英語：Electro-optic modulator）顯示超過40 GHz的頻率。^[7]

鈦酸鋇的熱釋電（pyroelectric）和鐵電（ferroelectric）性質，被應於一些非致冷感應器之類的熱成像攝影機（thermal camera）。

參見

參考資料

^ 劉新錦等.無機元素化學(第二版) 過渡元素(一).北京:科學出版社.2010.01 ISBN 978-7-03-026399-5
^ 存档副本 (PDF). [2008-03-08]. （原始內容 (PDF)存檔於2007-09-28）.
^ Lematre, Michaël; Ul, Rémy; Gratton, Michel; Tran-Huu-Hue, Louis-Pascal; Lethiecq, Marc. Modeling of the Electromechanical Behavior of Barium Titanate Under Mechanical Stress and Comparison With Experimental Measurements. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 2020-08, 67 (8): 1715–1724 [2022-05-08]. ISSN 1525-8955. doi:10.1109/TUFFC.2020.2979395. （原始內容存檔於2022-05-08）.
^ http://research.ucdavis.edu/NCD.cfm?ncdid=658^{[永久失效連結]}[1]^{[永久失效連結]}
^ http://www.redoptronics.com/Ce:BaTiO3-crystal.html^{[永久失效連結]} Ce:BaTiO₃ 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2007-02-07.
^ http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/315/5812/620 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） [2] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
^ http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=OPEX-12-24-5962 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） [3] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

外部連結

EEStor's "instant-charge" capacitor batteries （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

[1] 劉新錦等.無機元素化學(第二版) 過渡元素(一).北京:科學出版社.2010.01 ISBN 978-7-03-026399-5

[2] 存档副本 (PDF). [2008-03-08]. （原始內容 (PDF)存檔於2007-09-28）.

[3] Lematre, Michaël; Ul, Rémy; Gratton, Michel; Tran-Huu-Hue, Louis-Pascal; Lethiecq, Marc. Modeling of the Electromechanical Behavior of Barium Titanate Under Mechanical Stress and Comparison With Experimental Measurements. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 2020-08, 67 (8): 1715–1724 [2022-05-08]. ISSN 1525-8955. doi:10.1109/TUFFC.2020.2979395. （原始內容存檔於2022-05-08）.

[4] ttp://research.ucdavis.edu/NCD.cfm?ncdid=658^{[永久失效連結]}[1]^{[永久失效連結]}

[5] ttp://www.redoptronics.com/Ce:BaTiO3-crystal.html^{[永久失效連結]} Ce:BaTiO₃ 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2007-02-07.

[6] ttp://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/315/5812/620 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） [2] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

[7] ttp://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=OPEX-12-24-5962 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） [3] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

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