Barium titanate
பேரியம் டைட்டனேட் (பி. டி. ஓ) என்பது பாட்டிஓ3 என்ற மூலக்கூற்று வாய்ப்பாடு கொண்ட ஒரு கனிம வேதியியல் சேர்மமாகும். பேரியம் டைட்டனேட் ஒரு தூளாக வெள்ளை நிறத்தில் தோன்றுகிறது மற்றும் பெரிய படிகங்களாக தயாரிக்கப்படும்போது வெளிப்படையானது. இது ஃபெரோ எலக்ட்ரிக், பைரோ எலக்ட்ரிக் மற்றும் பைசோ எலக்ட்ரிக் பீங்கான் பொருள் ஆகும், இது ஒளிச்சேர்க்கை விளைவை வெளிப்படுத்துகிறது. இது மின்தேக்கிகள், எலக்ட்ரோ மெக்கானிக்கல் டிரான்ஸ்யூசர்கள் மற்றும் நேரியல் அல்லாத ஒளியியலில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கட்டமைப்பு திடப்பொருள் வெப்பநிலையைப் பொறுத்து நான்கு பாலிமார்ப்களில் ஒன்றில் உள்ளது. உயர் வெப்பநிலை முதல் குறைந்த வெப்பநிலை வரை, நான்கு பாலிமார்ப்களின் இந்த படிக சமச்சீர்மைகள் கனசதுர, நாற்கர, ஆர்த்தோராம்பிக் மற்றும் ரோம்போஹெட்ரல் படிக அமைப்பு ஆகும். இந்த கட்டங்கள் அனைத்தும் கனசதுர கட்டத்தைத் தவிர ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் விளைவை வெளிப்படுத்துகின்றன. O செங்குத்துகள் மற்றும் Ti-O-ti விளிம்புகளுடன் ஒரு கனசதுரத்தை வரையறுக்கும் வழக்கமான மூலையில்-பகிர்வு எண்முக TiO6 அலகுகளைக் கொண்டிருப்பதால், உயர் வெப்பநிலை கனசதுர கட்டத்தை விவரிப்பது எளிதானது. கனசதுர கட்டத்தில், பா 2 + கனசதுரத்தின் மையத்தில் அமைந்துள்ளது, பெயரளவு ஒருங்கிணைப்பு எண் 12 ஆகும். குறைந்த சமச்சீர் கட்டங்கள் குறைந்த வெப்பநிலையில் உறுதிப்படுத்தப்படுகின்றன மற்றும் மையத்திற்கு வெளியே உள்ள நிலைகளுக்கு Ti4 + இன் இயக்கத்தை உள்ளடக்கியது. இந்த பொருளின் குறிப்பிடத்தக்க பண்புகள் Ti4 + சிதைவுகளின் கூட்டுறவு நடத்தையிலிருந்து எழுகின்றன. உருகும் புள்ளிக்கு மேலே, திரவம் திட வடிவங்களுக்கு குறிப்பிடத்தக்க வகையில் வேறுபட்ட உள்ளூர் கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, பெரும்பாலான Ti4 + நான்கு ஆக்ஸிஜனுடன் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது, நாற்கர TiO4 அலகுகளில், அவை அதிக ஒருங்கிணைந்த அலகுகளுடன் இணைந்து வாழ்கின்றன. உற்பத்தி மற்றும் கையாளுதல் பண்புகள் பேரியம் டைட்டனேட்டை ஒப்பீட்டளவில் எளிய சோல்-ஹைட்ரோதெர்மல் முறையால் ஒருங்கிணைக்க முடியும். பேரியம் கார்பனேட் மற்றும் டைட்டானியம் டை ஆக்சைடை சூடாக்குவதன் மூலமும் பேரியம் டைட்டனேட்டை உற்பத்தி செய்யலாம். எதிர்வினை திரவ கட்ட சின்டரிங் வழியாக தொடர்கிறது. உருகிய பொட்டாசியம் புளோரைடிலிருந்து ஒற்றை படிகங்களை சுமார் 1100 டிகிரி செல்சியஸில் வளர்க்கலாம். மற்ற பொருட்கள் பெரும்பாலும் டோபண்ட்களாக சேர்க்கப்படுகின்றன, எ. கா., எஸ்ஆர் ஸ்ட்ரோண்டியம் டைட்டனேட்டுடன் திடமான கரைசல்களை உருவாக்குகிறது. இது நைட்ரஜன் ட்ரைக்ளோரைடுடன் வினைபுரிந்து பச்சை அல்லது சாம்பல் நிற கலவையை உருவாக்குகிறது; கலவையின் ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் பண்புகள் இன்னும் இந்த வடிவத்தில் உள்ளன. துகள் உருவவியல் மற்றும் அதன் பண்புகளுக்கு இடையிலான உறவை ஆய்வு செய்ய அதிக முயற்சி எடுக்கப்பட்டுள்ளது. பேரியம் டைட்டனேட் என்பது அசாதாரண தானிய வளர்ச்சியை வெளிப்படுத்தும் சில பீங்கான் சேர்மங்களில் ஒன்றாகும், இதில் பெரிய முகப்பு தானியங்கள் நுண்ணிய தானியங்களின் மேட்ரிக்ஸில் வளரும், அடர்த்தி மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளில் ஆழமான தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளன. முழு அடர்த்தியான நானோகிரிஸ்டலின் பேரியம் டைட்டனேட் கிளாசிக் வழிகளில் தயாரிக்கப்பட்ட அதே பொருளை விட 40 சதவீதம் அதிக அனுமதிப்புத்திறனைக் கொண்டுள்ளது. தகரத்தில் பேரியம் டைட்டனேட்டைச் சேர்ப்பது வைரங்களை விட அதிக விஸ்கோலாஸ்டிக் விறைப்புத்தன்மையுடன் கூடிய மொத்த பொருளை உற்பத்தி செய்வதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. பேரியம் டைட்டனேட் படிக வடிவத்தையும் அளவையும் மாற்றும் இரண்டு கட்ட மாற்றங்களைச் சந்திக்கிறது. இந்த கட்ட மாற்றம் பேரியம் டைட்டனேட்டுகள் எதிர்மறை மொத்த மாடுலஸை (யங் மாடுலஸ்) கொண்ட கலவைகளுக்கு வழிவகுக்கிறது, அதாவது ஒரு விசை சேர்ப்புகளின் மீது செயல்படும்போது, எதிர் திசையில் இடப்பெயர்ச்சி ஏற்படுகிறது, இது கலவையை மேலும் கடினமாக்குகிறது. பல ஆக்சைடுகளைப் போலவே, பேரியம் டைட்டனேட்டும் தண்ணீரில் கரையாது, ஆனால் கந்தக அமிலத்தால் தாக்கப்படுகிறது. அதன் மொத்த அறை-வெப்பநிலை பேண்ட்கேப் 3.2 eV ஆகும், ஆனால் துகள் அளவு சுமார் 15 முதல் 7 nm வரை குறைக்கப்படும்போது இது ~ 3.5 eV ஆக அதிகரிக்கிறது. பேரியம் டைட்டனேட் என்பது மின்தேக்கிகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு மின்கடத்தா பீங்கான் ஆகும், மின்கடத்தா நிலையான மதிப்புகள் 7,000 வரை உள்ளன. குறுகிய வெப்பநிலை வரம்பில், 15,000 வரை மதிப்புகள் சாத்தியமாகும்; பெரும்பாலான பொதுவான பீங்கான் மற்றும் பாலிமர் பொருட்கள் 10 க்கும் குறைவாக உள்ளன, அதே நேரத்தில் டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு (TiO2) போன்ற மற்றவை 20 முதல் 70 வரை மதிப்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இது மைக்ரோஃபோன்கள் மற்றும் பிற மின்மாற்றிகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பைசோ எலக்ட்ரிக் பொருள் ஆகும். அறை வெப்பநிலையில் பேரியம் டைட்டனேட் ஒற்றை படிகங்களின் தன்னிச்சையான துருவமுனைப்பு முந்தைய ஆய்வுகளில் 0.15C/m2 க்கும், மிக சமீபத்திய வெளியீடுகளில் 0.26C/m2 க்கும் இடையில் உள்ளது, மேலும் அதன் கியூரி வெப்பநிலை 120 முதல் 130 டிகிரி செல்சியஸ் வரை உள்ளது. வேறுபாடுகள் வளர்ச்சி நுட்பத்துடன் தொடர்புடையவை, முந்தைய ஃப்ளக்ஸ் வளர்ந்த படிகங்கள் சொக்ரால்ஸ்கி செயல்முறையுடன் வளர்க்கப்படும் தற்போதைய படிகங்களை விட குறைவான தூய்மையானவை, எனவே அவை ஒரு பெரிய தன்னிச்சையான துருவமுனைப்பு மற்றும் அதிக கியூரி வெப்பநிலையைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு பைசோ எலக்ட்ரிக் பொருளாக, இது பெரும்பாலும் ஈய சிர்கோனேட் டைட்டனேட்டால் மாற்றப்பட்டுள்ளது, இது PZT என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. பாலிகிரிஸ்டலின் பேரியம் டைட்டனேட் எதிர்ப்பின் நேர்மறை வெப்பநிலை குணகத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது தெர்மிஸ்டர்கள் மற்றும் சுய கட்டுப்படுத்தும் மின்சார வெப்ப அமைப்புகளுக்கு ஒரு பயனுள்ள பொருளாக அமைகிறது. பேரியம் டைட்டனேட் படிகங்கள் நேரியல் அல்லாத ஒளியியலில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த பொருள் அதிக கற்றை-இணைப்பு ஆதாயத்தைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் புலப்படும் மற்றும் அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு அலைநீளங்களில் இயக்கப்படலாம். இது சுய-பம்ப் கட்ட இணைத்தல் (எஸ். பி. பி. சி) பயன்பாடுகளுக்கு பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களின் மிக உயர்ந்த பிரதிபலிப்பைக் கொண்டுள்ளது. மில்லிவாட்-ரேஞ்ச் ஆப்டிகல் சக்தியுடன் தொடர்ச்சியான-அலை நான்கு-அலை கலவையைப் பயன்படுத்தலாம். ஒளிச்சேர்க்கை பயன்பாடுகளுக்கு, பேரியம் டைட்டனேட்டை பல்வேறு பிற கூறுகளால் டோப் செய்யலாம், எ. கா. இரும்பு. பேரியம் டைட்டனேட்டின் மெல்லிய படலங்கள் 40 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்களுக்கு மின்காந்த பண்பேற்றத்தைக் காட்டுகின்றன. பேரியம் டைட்டனேட்டின் பைரோஎலக்ட்ரிக் மற்றும் ஃபெரோஎலக்ட்ரிக் பண்புகள் வெப்ப கேமராக்களுக்கான சில வகையான குளிர்விக்கப்படாத சென்சார்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பேரியம் டைட்டனேட் பரவலாக தெர்மிஸ்டர்கள் மற்றும் நேர்மறை வெப்பநிலை குணகம் வெப்ப உறுப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த பயன்பாடுகளுக்கு, பொருள் குறைக்கடத்தி பண்புகளை வழங்க பேரியம் டைட்டனேட் டோபண்டுகளுடன் தயாரிக்கப்படுகிறது. குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளில் மோட்டர்களுக்கான அதிகப்படியான பாதுகாப்பு, ஃப்ளோரசன்ட் விளக்குகளுக்கான பேலாஸ்ட்கள், ஆட்டோமொபைல் கேபின் ஏர் ஹீட்டர்கள் மற்றும் நுகர்வோர் விண்வெளி ஹீட்டர்கள் ஆகியவை அடங்கும். மின்சார வாகனங்களில் பயன்படுத்த புதிய பேரியம் டைட்டனேட் மின்தேக்கி ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளின் முக்கிய அங்கமாக உயர்-தூய்மை பேரியம் டைட்டனேட் தூள் இருப்பதாக கூறப்படுகிறது. அவற்றின் உயர்ந்த உயிரியல் இணக்கம் காரணமாக, பேரியம் டைட்டனேட் நானோ துகள்கள் (பி. டி. என். பி) சமீபத்தில் மருந்து விநியோகத்திற்கான நானோ கேரியர்களாக பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. பேரியம் டைட்டனேட் அடி மூலக்கூறுகளில் வளர்க்கப்படும் மெல்லிய படலங்களில் மாபெரும் வலிமையின் காந்த மின் விளைவு பதிவாகியுள்ளது. இயற்கையான நிகழ்வு பேரியோபெரோவ்ஸ்கைட் என்பது பாட்டிஓ 3 இன் மிகவும் அரிதான இயற்கையான அனலாக் ஆகும், இது பெனிடோயிட்டில் நுண் உட்பொருள்களாக காணப்படுகிறது. ஸ்ட்ரோண்டியம் டைட்டனேட் லீட் சிர்கோனேட் டைட்டனேட் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் நானோ துகள்கள் இணக்கத்தன்மைஃ புதிய நானோ கலப்பு செயலாக்க நுட்பம் அதிக சக்திவாய்ந்த மின்தேக்கிகளை உருவாக்குகிறது EESTor இன் "உடனடி சார்ஜ்" மின்தேக்கி பேட்டரிகள் டைட்டனேட்டுகள் பேரியம் சேர்மங்கள் பீசோ எலக்ட்ரிக் பொருட்கள் ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் பொருட்கள் அகச்சிவப்பு சென்சார் பொருட்கள் நேரியல் ஒளியியல் பொருட்கள் பெரோவ்ஸ்கைட்டுகள்