Barium titanate
बेरियम टाइटनेट (बी. टी. ओ.) एक अकार्बनिक यौगिक है जिसका रासायनिक सूत्र बी. ए. टी. आई. ओ. 3 है। बेरियम टाइटनेट पाउडर के रूप में सफेद दिखाई देता है और बड़े क्रिस्टल के रूप में तैयार होने पर पारदर्शी होता है। यह एक फेरोइलेक्ट्रिक, पायरोइलेक्ट्रिक और पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री है जो प्रकाश अपवर्तक प्रभाव प्रदर्शित करती है। इसका उपयोग संधारित्र, इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर और अरैखिक प्रकाशिकी में किया जाता है। संरचना ठोस तापमान के आधार पर चार बहुरूपों में से एक में मौजूद होता है। उच्च से निम्न तापमान तक, चार बहुरूपों की ये क्रिस्टल समरूपताएँ घन, चतुष्कोणीय, ऑर्थोरम्बिक और रॉम्बोहेड्रल क्रिस्टल संरचना हैं। ये सभी चरण घन चरण के अलावा फेरोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रदर्शित करते हैं। उच्च तापमान घन चरण का वर्णन करना सबसे आसान है, क्योंकि इसमें नियमित कोने-साझाकरण ऑक्टाहेड्रल टी. आई. ओ. 6 इकाइयाँ होती हैं जो ओ शीर्ष और टी. आई.-ओ.-टी. आई. किनारों के साथ एक घन को परिभाषित करती हैं। घन चरण में, बीए2 + घन के केंद्र में स्थित है, जिसकी नाममात्र समन्वय संख्या 12 है। निम्न समरूपता चरणों को कम तापमान पर स्थिर किया जाता है और इसमें टी. आई. 4 + की गति केंद्र से बाहर की स्थिति में शामिल होती है। इस सामग्री के उल्लेखनीय गुण टीआई4 + विकृतियों के सहकारी व्यवहार से उत्पन्न होते हैं। गलनांक के ऊपर, तरल में ठोस रूपों के लिए एक उल्लेखनीय रूप से अलग स्थानीय संरचना होती है, जिसमें अधिकांश टीआई4 + चार ऑक्सीजन के लिए समन्वित होता है, टेट्राहेड्रल टीआईओ4 इकाइयों में, जो अधिक उच्च समन्वित इकाइयों के साथ सह-अस्तित्व में होती हैं। बेरियम टाइटेनेट के उत्पादन और संचालन गुणों को अपेक्षाकृत सरल सोल-हाइड्रोथर्मल विधि द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है। बेरियम कार्बोनेट और टाइटेनियम डाइऑक्साइड को गर्म करके भी बेरियम टाइटेनेट का निर्माण किया जा सकता है। प्रतिक्रिया तरल चरण सिंटरिंग के माध्यम से आगे बढ़ती है। एकल क्रिस्टल को पिघले हुए पोटेशियम फ्लोराइड से लगभग 1100 डिग्री सेल्सियस पर उगाया जा सकता है। अन्य सामग्रियों को अक्सर डोपेंट के रूप में जोड़ा जाता है, उदाहरण के लिए, एस. आर. स्ट्रोंटियम टाइटेनेट के साथ ठोस समाधान बनाने के लिए। यह नाइट्रोजन ट्राइक्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया करता है और एक हरे या भूरे रंग के मिश्रण का उत्पादन करता है; मिश्रण के फेरोइलेक्ट्रिक गुण अभी भी इस रूप में मौजूद हैं। कण आकृति विज्ञान और उसके गुणों के बीच संबंधों का अध्ययन करने में बहुत प्रयास किया गया है। बेरियम टाइटनेट उन कुछ सिरेमिक यौगिकों में से एक है जो अनाज की असामान्य वृद्धि प्रदर्शित करने के लिए जाना जाता है, जिसमें बड़े आकार के अनाज महीन अनाज के एक मैट्रिक्स में उगते हैं, जिसका घनत्व और भौतिक गुणों पर गहरा प्रभाव पड़ता है। पूरी तरह से घने नैनोक्रिस्टलाइन बेरियम टाइटेनेट में क्लासिक तरीकों से तैयार की गई समान सामग्री की तुलना में 40 प्रतिशत अधिक पारगम्यता होती है। टिन में बेरियम टाइटेनेट के समावेश को हीरे की तुलना में उच्च विस्कोइलास्टिक कठोरता के साथ एक थोक सामग्री का उत्पादन करने के लिए दिखाया गया है। बेरियम टाइटनेट दो चरण संक्रमणों से गुजरता है जो क्रिस्टल के आकार और आयतन को बदल देता है। यह चरण परिवर्तन यौगिकों की ओर ले जाता है जहां बेरियम टाइटनेट में एक नकारात्मक थोक मापांक (यंग का मापांक) होता है, जिसका अर्थ है कि जब कोई बल समावेशन पर कार्य करता है, तो विपरीत दिशा में विस्थापन होता है, जिससे यौगिक और कठोर हो जाता है। कई ऑक्साइडों की तरह, बेरियम टाइटेनेट पानी में अघुलनशील है लेकिन सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा हमला किया जाता है। इसका थोक कमरे-तापमान बैंडगैप 3.2 ई. वी. है, लेकिन जब कण का आकार लगभग 15 से 7 एन. एम. तक कम हो जाता है तो यह बढ़कर 3.5 ई. वी. हो जाता है। उपयोग बेरियम टाइटनेट एक अस्तरक सिरेमिक है जिसका उपयोग संधारित्रों में किया जाता है, जिसमें अस्तरक स्थिर मान 7,000 तक होते हैं। एक संकीर्ण तापमान सीमा पर, 15,000 तक के उच्च मान संभव हैं; अधिकांश सामान्य चीनी मिट्टी और बहुलक सामग्री 10 से कम हैं, जबकि अन्य, जैसे कि टाइटेनियम डाइऑक्साइड (टी. आई. ओ. 2), के मान 20 और 70 के बीच हैं। यह एक पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री है जिसका उपयोग माइक्रोफोन और अन्य ट्रांसड्यूसर में किया जाता है। कमरे के तापमान पर बेरियम टाइटनेट एकल क्रिस्टल का सहज ध्रुवीकरण पहले के अध्ययनों में 0.15C/m2 और हाल के प्रकाशनों में 0.26C/m2 के बीच होता है, और इसका क्यूरी तापमान 120 और 130 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है। अंतर विकास तकनीक से संबंधित हैं, जिसमें पहले के फ्लक्स उगाए गए क्रिस्टल कोजोक्राल्स्की प्रक्रिया के साथ उगाए गए वर्तमान क्रिस्टल की तुलना में कम शुद्ध होते हैं, जिसमें इसलिए एक बड़ा सहज ध्रुवीकरण और उच्च क्यूरी तापमान होता है। एक पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री के रूप में, इसे बड़े पैमाने पर लेड जिरकोनेट टाइटनेट द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है, जिसे पी. जेड. टी. के रूप में भी जाना जाता है। पॉलीक्रिस्टलाइन बेरियम टाइटेनेट में प्रतिरोध का एक सकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जो इसे थर्मिस्टर और स्व-विनियमन विद्युत ताप प्रणालियों के लिए एक उपयोगी सामग्री बनाता है। बेरियम टाइटनेट क्रिस्टलों का उपयोग अरैखिक प्रकाशिकी में किया जाता है। सामग्री में उच्च किरण-युग्मन लाभ होता है, और इसे दृश्य और निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर संचालित किया जा सकता है। इसमें स्व-पंप चरण संयुग्मन (एस. पी. पी. सी.) अनुप्रयोगों के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री की उच्चतम परावर्तनशीलता है। इसका उपयोग मिलीवाट-रेंज ऑप्टिकल पावर के साथ निरंतर-तरंग चार-तरंग मिश्रण के लिए किया जा सकता है। प्रकाश अपवर्तक अनुप्रयोगों के लिए, बेरियम टाइटेनेट को विभिन्न अन्य तत्वों द्वारा डोप किया जा सकता है, जैसे। लोहा। बेरियम टाइटनेट की पतली फ़िल्में 40 गीगाहर्ट्ज़ से अधिक आवृत्तियों के लिए इलेक्ट्रोऑप्टिक मॉड्यूलेशन प्रदर्शित करती हैं। बेरियम टाइटनेट के पायरोइलेक्ट्रिक और फेरोइलेक्ट्रिक गुणों का उपयोग थर्मल कैमरों के लिए कुछ प्रकार के अनकोल्ड सेंसर में किया जाता है। बेरियम टाइटनेट का व्यापक रूप से थर्मिस्टर और सकारात्मक तापमान गुणांक ताप तत्वों में उपयोग किया जाता है। इन अनुप्रयोगों के लिए, बेरियम टाइटनेट को अर्धचालक गुण देने के लिए डोपेंट के साथ निर्मित किया जाता है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में मोटरों के लिए अति-वर्तमान सुरक्षा, फ्लोरोसेंट रोशनी के लिए बैलास्ट, ऑटोमोबाइल केबिन एयर हीटर और उपभोक्ता स्पेस हीटर शामिल हैं। विद्युत वाहनों में उपयोग के लिए उच्च शुद्धता वाले बेरियम टाइटेनेट पाउडर को नए बेरियम टाइटेनेट संधारित्र ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का एक प्रमुख घटक बताया गया है। अपनी बढ़ी हुई जैव-संगतता के कारण, बेरियम टाइटनेट नैनोपार्टिकल्स (बी. टी. एन. पी.) को हाल ही में दवा वितरण के लिए नैनोकैरियर के रूप में नियोजित किया गया है। बेरियम टाइटनेट सब्सट्रेट पर उगाई गई पतली फिल्मों में विशाल शक्तियों का मैग्नेटोइलेक्ट्रिक प्रभाव बताया गया है। प्राकृतिक घटना बेरियोपेरोव्स्काइट बाटीओ3 का एक बहुत ही दुर्लभ प्राकृतिक प्रतिरूप है, जो बेनिटोइट में सूक्ष्म समावेशन के रूप में पाया जाता है। स्ट्रोंटियम टाइटनेट लीड जिरकोनेट टाइटनेट संदर्भ बाहरी लिंक नैनोकण संगतताः नई नैनोकम्पोजिट प्रसंस्करण तकनीक अधिक शक्तिशाली कैपेसिटर बनाती है EESTor की "तत्काल चार्ज" कैपेसिटर बैटरी टाइटेनेट बेरियम यौगिक पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री इन्फ्रारेड संवेदक सामग्री अरैखिक ऑप्टिकल सामग्री पेरोव्स्काइट्स