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As quatro principais estruturas cristalinas do titanato de bário: como elas afetam as propriedades surpreendentes do material?
Titanato de Bário (BTO) é um composto inorgânico com fórmula química BaTiO3. O material é um carbonato de sódio e titânio que aparece como um pó branco, mas é transparente quando transformado em grandes cristais. Os titanatos de bário possuem propriedades piezoelétricas, piroelétricas e fotorrefrativas e são amplamente utilizados em capacitores, transdutores eletromecânicos e óptica não linear.
Estrutura e transição de fase
A forma sólida do titanato de bário aparecerá em quatro estruturas polimórficas diferentes dependendo da temperatura, que são fases cúbica, tetragonal, ortorrômbica e romboédrica, de alta a baixa temperatura. Todas essas fases apresentam efeito ferroelétrico, exceto a fase cúbica.
A estrutura da fase cúbica é mais fácil de descrever; ela consiste em unidades octaédricas regulares de TiO6 compartilhando cantos, formando um cubo com vértices de oxigênio e arestas Ti-O-Ti.
Características de fabricação e processamento
Os métodos de síntese do titanato de bário são relativamente simples, e os mais comuns são o método hidrotérmico em solução ou a sinterização em fase líquida por aquecimento da reação do carbonato de bário e do dióxido de titânio. Cristais únicos podem ser cultivados a partir de fluoreto de potássio fundido a temperaturas de cerca de 1100°C.
A relação entre a morfologia das partículas do titanato de bário e suas propriedades sempre foi um tópico importante de pesquisa. Este material é um dos poucos compostos cerâmicos que apresenta crescimento anormal de grãos.
Status da aplicação
O titanato de bário é uma cerâmica dielétrica usada em capacitores com constante dielétrica de até 7000. Em uma faixa estreita de temperatura, a constante dielétrica pode chegar a 15.000, o que é incomparável à maioria dos materiais cerâmicos e poliméricos comuns.
O titanato de bário é um material piezoelétrico que tem sido amplamente utilizado em microfones e outros transdutores e é essencial para a aplicação de sensores residentes de imagem térmica.
Tendências futuras
Com o progresso contínuo da ciência dos materiais, a aplicação do titanato de bário em vários campos está aumentando dia a dia, e sua posição-chave no sistema de armazenamento de energia do capacitor de veículos elétricos não pode ser subestimada. Além disso, nanopartículas de titanato de bário (BTNPs) têm sido usadas recentemente como nanocarreadores para administração de fármacos devido à sua alta biocompatibilidade.
O titanato de bário não está apenas mostrando seu potencial em produtos eletrônicos, mas também nas áreas da medicina, soluções energéticas ambientalmente responsáveis, etc. Como seu potencial será realizado no futuro?
