Barium titanate
بیریوم ٹائٹینائٹ (بی ٹی او) ایک غیر نامیاتی مرکب ہے جس کا کیمیائی فارمولا بی اے ٹی آئی او 3 ہے۔ بیریوم ٹائٹینٹ پاؤڈر کے طور پر سفید دکھائی دیتا ہے اور بڑے کرسٹل کے طور پر تیار ہونے پر شفاف ہوتا ہے۔ یہ ایک فیرو الیکٹرک، پائرو الیکٹرک، اور پیزو الیکٹرک سیرامک مواد ہے جو فوٹو ریفریکٹیو اثر کو ظاہر کرتا ہے۔ یہ کیپسیٹرز، الیکٹرو مکینیکل ٹرانسڈیوسرز اور غیر لکیری آپٹکس میں استعمال ہوتا ہے۔ ساخت ٹھوس درجہ حرارت کے لحاظ سے چار پولیمرف میں سے کسی ایک میں موجود ہوتا ہے۔ اعلی سے کم درجہ حرارت تک، چار پولیمورفس کی یہ کرسٹل سمیٹریز کیوبک، ٹیٹراگونل، آرتھورومبک اور رومبوہیڈرل کرسٹل ڈھانچہ ہیں۔ یہ تمام مراحل کیوبک مرحلے کے علاوہ فیرو الیکٹرک اثر کو ظاہر کرتے ہیں۔ اعلی درجہ حرارت کیوبک مرحلے کو بیان کرنا سب سے آسان ہے، کیونکہ یہ باقاعدہ کونے میں شریک آکٹاڈرل ٹی او 6 اکائیوں پر مشتمل ہوتا ہے جو او عمودی اور ٹی او-او-ٹی کناروں کے ساتھ مکعب کی وضاحت کرتے ہیں۔ کیوبک مرحلے میں، بی اے 2 + کیوب کے مرکز میں واقع ہے، جس کا برائے نام کوآرڈینیشن نمبر 12 ہے۔ نچلے ہم آہنگی کے مراحل کو کم درجہ حرارت پر مستحکم کیا جاتا ہے اور اس میں Ti4 + کی آف سینٹر پوزیشنوں پر حرکت شامل ہوتی ہے۔ اس مواد کی قابل ذکر خصوصیات Ti4 + تحریفوں کے باہمی تعاون کے رویے سے پیدا ہوتی ہیں۔ پگھلنے کے مقام کے اوپر، مائع کی ٹھوس شکلوں سے نمایاں طور پر مختلف مقامی ساخت ہوتی ہے، جس میں ٹیٹراہیڈرل ٹی او او 4 اکائیوں میں ٹی 4 + کی اکثریت چار آکسیجن کے ساتھ مربوط ہوتی ہے، جو زیادہ انتہائی مربوط اکائیوں کے ساتھ ساتھ موجود ہوتی ہیں۔ پیداوار اور ہینڈلنگ کی خصوصیات بیریوم ٹائٹینٹ کو نسبتا سادہ سول ہائیڈرو تھرمل طریقہ سے ترکیب کیا جا سکتا ہے۔ بیریوم کاربونیٹ اور ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ کو گرم کرکے بھی بیریوم ٹائٹینٹ تیار کیا جا سکتا ہے۔ رد عمل مائع مرحلے کے سنٹرنگ کے ذریعے آگے بڑھتا ہے۔ پگھلے ہوئے پوٹاشیم فلورائڈ سے تقریبا 1100 ڈگری سیلسیس پر سنگل کرسٹل اگائے جا سکتے ہیں۔ دوسرے مواد کو اکثر ڈوپینٹ کے طور پر شامل کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر، ایس آر اسٹرونشیم ٹائٹینٹ کے ساتھ ٹھوس حل بنانے کے لیے۔ یہ نائٹروجن ٹرائکلورائڈ کے ساتھ تعامل کرتا ہے اور سبز یا سرمئی مرکب پیدا کرتا ہے۔ اس مرکب کی فیرو الیکٹرک خصوصیات اب بھی اس شکل میں موجود ہیں۔ ذرہ مورفولوجی اور اس کی خصوصیات کے درمیان تعلقات کا مطالعہ کرنے میں کافی کوشش کی گئی ہے۔ بیریوم ٹائٹینٹ ان چند سیرامک مرکبات میں سے ایک ہے جو اناج کی غیر معمولی نشوونما کی نمائش کے لیے جانا جاتا ہے، جس میں بڑے پہلو والے اناج باریک اناج کے میٹرکس میں اگتے ہیں، جس کے کثافت اور جسمانی خصوصیات پر گہرے اثرات ہوتے ہیں۔ مکمل طور پر گھنے نینو کرسٹلائن بیریوم ٹائٹینٹ میں کلاسیکی طریقوں سے تیار کردہ اسی مواد کے مقابلے میں 40 فیصد زیادہ اجازت ہوتی ہے۔ ٹن میں بیریوم ٹائٹینٹ کی شمولیت کے اضافے سے ہیروں کے مقابلے میں زیادہ ویسکولاسٹک سختی کے ساتھ ایک بلک مواد تیار ہوتا ہے۔ بیریوم ٹائٹینٹ دو مرحلے کی منتقلی سے گزرتا ہے جو کرسٹل کی شکل اور حجم کو تبدیل کرتا ہے۔ یہ مرحلے کی تبدیلی مرکبات کی طرف لے جاتی ہے جہاں بیریوم ٹائٹینٹس میں منفی بلک ماڈیولس (ینگ کا ماڈیولس) ہوتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ جب کوئی قوت شمولیت پر عمل کرتی ہے تو مخالف سمت میں نقل مکانی ہوتی ہے، جس سے مرکب مزید سخت ہوجاتا ہے۔ بہت سے آکسائڈز کی طرح، بیریوم ٹائٹینٹ پانی میں اگھلنشیل ہوتا ہے لیکن سلفورک ایسڈ سے حملہ ہوتا ہے۔ اس کا بلک روم-درجہ حرارت بینڈ گیپ 3.2 ای وی ہے، لیکن یہ 3.5 ای وی تک بڑھ جاتا ہے جب ذرہ کا سائز تقریبا 15 سے 7 این ایم تک کم ہو جاتا ہے۔ استعمال بیریوم ٹائٹینٹ ایک ڈائی الیکٹرک سیرامک ہے جو کیپسیٹرز میں استعمال ہوتا ہے، جس میں ڈائی الیکٹرک مستقل اقدار 7,000 تک ہوتی ہیں۔ ایک تنگ درجہ حرارت کی حد میں، 15,000 تک کی قدریں ممکن ہیں۔ زیادہ تر عام سیرامک اور پولیمر مواد 10 سے کم ہوتے ہیں، جبکہ دیگر، جیسے ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ (ٹی او او 2) کی قدریں 20 اور 70 کے درمیان ہوتی ہیں۔ یہ ایک پیزو الیکٹرک مواد ہے جو مائکروفون اور دیگر ٹرانسڈیوسرز میں استعمال ہوتا ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت پر بیریوم ٹائٹینٹ سنگل کرسٹل کی بے ساختہ پولرائزیشن پہلے کے مطالعات میں 0.15C/m2 اور مزید حالیہ اشاعتوں میں 0.26C/m2 کے درمیان ہوتی ہے، اور اس کا کیوری درجہ حرارت 120 اور 130 ڈگری سیلسیس کے درمیان ہوتا ہے۔ اختلافات کا تعلق نشوونما کی تکنیک سے ہے، جس میں پہلے کے بہاؤ سے پیدا ہونے والے کرسٹل موجودہ کرسٹل کے مقابلے میں کم خالص ہوتے ہیں جو زوچرلسکی عمل کے ساتھ اگائے جاتے ہیں، جس کی وجہ سے خود بخود پولرائزیشن زیادہ ہوتی ہے اور کیوری درجہ حرارت زیادہ ہوتا ہے۔ پیزو الیکٹرک مواد کے طور پر، اس کی جگہ بڑی حد تک لیڈ زرکونیٹ ٹائٹینٹ نے لے لی ہے، جسے پی زیڈ ٹی بھی کہا جاتا ہے۔ پولی کرسٹلائن بیریوم ٹائٹینٹ میں مزاحمت کا مثبت درجہ حرارت گتانک ہوتا ہے، جو اسے تھرمسٹروں اور خود کو منظم کرنے والے برقی حرارتی نظام کے لیے مفید مواد بناتا ہے۔ بیریوم ٹائٹینائٹ کرسٹل غیر لکیری آپٹکس میں استعمال ہوتے ہیں۔ مواد میں بیم-جوڑی کا زیادہ فائدہ ہوتا ہے، اور اسے مرئی اور قریب اورکت طول موج پر چلایا جا سکتا ہے۔ اس میں سیلف پمپڈ فیز کنجگیشن (ایس پی پی سی) ایپلی کیشنز کے لیے استعمال ہونے والے مواد کی سب سے زیادہ عکاسی ہوتی ہے۔ اسے ملی واٹ رینج آپٹیکل پاور کے ساتھ مسلسل لہر چار لہر اختلاط کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ فوٹو ریفریکٹیو ایپلی کیشنز کے لیے، بیریوم ٹائٹینٹ کو مختلف دیگر عناصر کے ذریعے ڈوپ کیا جا سکتا ہے، جیسے۔ لوہا۔ بیریوم ٹائٹینٹ کی پتلی فلمیں 40 گیگا ہرٹز سے زیادہ تعدد پر الیکٹرو آپٹک ماڈیولیشن دکھاتی ہیں۔ بیریوم ٹائٹینٹ کی پائرو الیکٹرک اور فیرو الیکٹرک خصوصیات تھرمل کیمروں کے لیے کچھ قسم کے غیر ٹھنڈے سینسرز میں استعمال ہوتی ہیں۔ بیریوم ٹائٹینٹ تھرمسٹروں اور مثبت درجہ حرارت گتانک حرارتی عناصر میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ ان ایپلی کیشنز کے لیے، بیریوم ٹائٹینٹ کو ڈوپینٹس کے ساتھ تیار کیا جاتا ہے تاکہ مادی سیمی کنڈکٹر کی خصوصیات فراہم کی جا سکیں۔ مخصوص ایپلی کیشنز میں موٹروں کے لیے زیادہ موجودہ تحفظ، فلوروسینٹ لائٹس کے لیے بیلسٹ، آٹوموبائل کیبن ایئر ہیٹر، اور کنزیومر اسپیس ہیٹر شامل ہیں۔ اعلی طہارت والا بیریوم ٹائٹینٹ پاؤڈر برقی گاڑیوں میں استعمال کے لیے نئے بیریوم ٹائٹینٹ کیپسیٹر انرجی اسٹوریج سسٹم کا ایک اہم جزو بتایا جاتا ہے۔ ان کی بڑھتی ہوئی حیاتیاتی مطابقت کی وجہ سے، بیریوم ٹائٹینٹ نینو پارٹیکلز (بی ٹی این پیز) کو حال ہی میں منشیات کی فراہمی کے لیے نینو کیریئر کے طور پر استعمال کیا گیا ہے۔ بیریوم ٹائٹینٹ سبسٹریٹس پر اگائی جانے والی پتلی فلموں میں وشال طاقتوں کا میگنیٹو الیکٹرک اثر رپورٹ کیا گیا ہے۔ قدرتی واقعہ باریوپیرووسکائٹ بی اے ٹی آئی او 3 کا ایک بہت ہی نایاب قدرتی ینالاگ ہے، جو بینیٹائٹ میں مائیکرو انکلیوژن کے طور پر پایا جاتا ہے۔ مزید دیکھیں اسٹرونشیم ٹائٹینٹ لیڈ زرکونیٹ ٹائٹینٹ حوالہ جات بیرونی روابط نینو پارٹیکل مطابقت: نئی نینو کمپوزٹ پروسیسنگ تکنیک زیادہ طاقتور کیپیسیٹرز بناتی ہے ای ای اسٹور کی "فوری چارج" کیپیسیٹر بیٹریاں ٹائٹینٹس بیریوم مرکبات سیرامک مواد پیزو الیکٹرک مواد فیرو الیکٹرک مواد انفراریڈ سینسر مواد غیر لکیری نظری مواد پیرووسکیٹس