बेरियम टाइटेनेट: Difference between revisions

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'''बेरियम टाइटेनेट''' (BTO) [[रासायनिक सूत्र]] BaTiO<sub>3</sub> वाला एक [[अकार्बनिक यौगिक]] है। बेरियम टाइटेनेट एक पाउडर के रूप में सफेद दिखाई देता है और बड़े क्रिस्टल के रूप में तैयार होने पर पारदर्शी होता है। यह एक [[फेरोबिजली]], [[पायरोइलेक्ट्रिसिटी|पाइरोविद्युतीय]] और [[पीजोइलेक्ट्रिसिटी|पीजोविद्युतीय]] सिरेमिक सामग्री है जो प्रकाश अपवर्तक प्रभाव प्रदर्शित करती है। इसका उपयोग [[संधारित्र]], [[विद्युत]] [[ट्रांसड्यूसर]] और [[गैर रेखीय प्रकाशिकी|गैर रेखीय प्रकाश]] में किया जाता है।
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| Name = Barium titanate
| ImageFile = BaTiO3ceramics.JPG
| ImageCaption=Polycrystalline BaTiO<sub>3</sub> in plastic
| ImageName = Barium titanate ceramics in plastic package
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|Section1={{Chembox Identifiers
| InChI = 1/2Ba.4O.Ti/q2*+2;4*-1;/r2Ba.O4Ti/c;;1-5(2,3)4/q2*+2;-4
| SMILES = [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-]
| InChIKey = JRPBQTZRNDNNOP-NXYSCRTKAD
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| StdInChI = 1S/2Ba.4O.Ti/q2*+2;4*-1;
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| StdInChIKey = JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N
| CASNo_Ref = {{cascite|correct|CAS}}
| CASNo = 12047-27-7
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| PubChem = 6101006
| RTECS = XR1437333
| EINECS = 234-975-0
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|Section2={{Chembox Properties
| Formula = BaTiO<sub>3</sub>
| MolarMass = 233.192{{nbsp}}g/mol
| Appearance = White crystals
| Odor = Odorless
| BandGap = 3.2{{nbsp}}eV (300{{nbsp}}K, single crystal)<ref name=bandgap>{{cite journal|doi=10.1143/JJAP.44.2081|title=Optical Band Gap of Barium Titanate Nanoparticles Prepared by RF-plasma Chemical Vapor Deposition|journal=Jpn. J. Appl. Phys. |volume=44 |issue=4A|year=2005|pages=2081–2082|last1=Suzuki |first1=Keigo |last2=Kijima |first2=Kazunori |bibcode=2005JaJAP..44.2081S|s2cid=122166759 }}</ref>
| Density = 6.02{{nbsp}}g/cm<sup>3</sup>, solid
| Solubility = Insoluble
| SolubleOther = Slightly soluble in dilute mineral acids; dissolves in concentrated [[hydrofluoric acid]]
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| MeltingPt_notes =
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| RefractIndex=n<sub>o</sub> = 2.412; n<sub>e</sub> = 2.360<ref name="Tong2013">{{cite book|last=Tong |first=Xingcun Colin |title=Advanced Materials for Integrated Optical Waveguides|url=https://books.google.com/books?id=V1K6BAAAQBAJ&pg=PA357|date= 2013|publisher=Springer Science & Business Media|isbn=978-3-319-01550-7|page=357}}</ref>
}}
|Section3={{Chembox Structure
| CrystalStruct = [[Tetragonal]], [[Pearson symbol|tP5]]
| SpaceGroup = P4mm, No. 99
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'''बेरियम टाइटेनेट''' (BTO) [[रासायनिक सूत्र]] BaTiO<sub>3</sub> वाला एक [[अकार्बनिक यौगिक]] है। बेरियम टाइटेनेट एक पाउडर के रूप में सफेद दिखाई देता है और बड़े क्रिस्टल के रूप में तैयार होने पर पारदर्शी होता है। यह एक [[फेरोबिजली]], [[पायरोइलेक्ट्रिसिटी|पाइरोइलेक्ट्रिक]] और [[पीजोइलेक्ट्रिसिटी|पीजोइलेक्ट्रिक]] सिरेमिक सामग्री है जो प्रकाश अपवर्तक प्रभाव प्रदर्शित करता है। इसका उपयोग [[संधारित्र]], [[विद्युत]] [[ट्रांसड्यूसर]] और [[गैर रेखीय प्रकाशिकी]] में किया जाता है।


== संरचना ==
== संरचना ==
{{Main|पर्कोव्साइट (संरचना)}}
{{Main|पर्कोव्साइट (संरचना)}}
[[File:Perovskite.jpg|thumb|left|क्यूबिक बैटीओ की संरचना<sub>3</sub>. लाल गोले ऑक्साइड केंद्र हैं, नीला Ti है<sup>4+</sup> धनायन, और हरे गोले बा हैं<sup>2+</sup>.]]तापमान के आधार पर ठोस चार बहुरूपों में से एक में उपस्तिथ होता है। उच्च से निम्न तापमान तक, चार बहुरूपों के ये क्रिस्टल समरूपताएँ [[घन क्रिस्टल प्रणाली]], [[टेट्रागोनल क्रिस्टल सिस्टम|टेट्रागोनल क्रिस्टल प्रणाली]], [[ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल सिस्टम|ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल प्रणाली]] और [[त्रिकोणीय क्रिस्टल प्रणाली]] क्रिस्टल संरचना हैं। ये सभी चरण क्यूबिक चरण के अतिरिक्त फेरोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रदर्शित करते हैं। उच्च तापमान क्यूबिक चरण का वर्णन करना सबसे आसान होता है, क्योंकि इसमें नियमित कोने-साझाकरण ऑक्टाहेड्रल TiO<sub>6</sub> इकाइयाँ होती हैं जो O कोने और Ti-O-Ti किनारों के साथ क्यूब को परिभाषित करती हैं। क्यूबिक चरण में, Ba<sup>2+</sup> क्यूब के केंद्र में स्थित होता है, जिसकी नाममात्र समन्वय संख्या 12 होती है। निम्न समरूपता चरण कम तापमान पर स्थिर होते हैं और Ti<sup>4+</sup> को ऑफ-सेंटर स्थिति में ले जाते हैं। इस सामग्री के उल्लेखनीय गुण Ti<sup>4+</sup> विकृतियों के सहकारी व्यवहार से उत्पन्न होते हैं।<ref>Manuel Gaudon. Out-of-centre distortions around an octahedrally coordinated Ti4+ in BaTiO3. Polyhedron, Elsevier, 2015, 88, pp.6-10. <10.1016/j.poly.2014.12.004>. <hal-01112286></ref>
[[File:Perovskite.jpg|thumb|left|घनिक बैटीओ की संरचना<sub>3</sub>. लाल गोले ऑक्साइड केंद्र है, नीला Ti है<sup>4+</sup> धनायन, और हरे गोले बा है<sup>2+</sup>.]]तापमान के आधार पर ठोस चार बहुरूपों में से एक में उपस्तिथ होता है। उच्च से निम्न तापमान तक, चार बहुरूपों के ये क्रिस्टल समरूपताएँ [[घन क्रिस्टल प्रणाली]], [[टेट्रागोनल क्रिस्टल सिस्टम|टेट्रागोनल क्रिस्टल प्रणाली]], [[ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल सिस्टम|ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल प्रणाली]] और [[त्रिकोणीय क्रिस्टल प्रणाली]] क्रिस्टल संरचना है। ये सभी चरण घनिक चरण के अतिरिक्त फेरोविद्युतीय प्रभाव प्रदर्शित करते है। उच्च तापमान घनिक चरण का वर्णन करना सबसे आसान होता है, क्योंकि इसमें नियमित ऑक्टाहेड्रल TiO<sub>6</sub> इकाइयाँ होती है जो O कोने और Ti-O-Ti किनारों के साथ घन को परिभाषित करती है। घनिक चरण में, Ba<sup>2+</sup> घन के केंद्र में स्थित होता है, जिसकी नाममात्र समन्वय संख्या 12 होती है। निम्न समरूपता चरण कम तापमान पर स्थिर होते है और Ti<sup>4+</sup> को ऑफ-सेंटर स्थिति में ले जाते है। इस सामग्री के उल्लेखनीय गुण Ti<sup>4+</sup> विकृतियों के सहकारी व्यवहार से उत्पन्न होते है।<ref>Manuel Gaudon. Out-of-centre distortions around an octahedrally coordinated Ti4+ in BaTiO3. Polyhedron, Elsevier, 2015, 88, pp.6-10. <10.1016/j.poly.2014.12.004>. <hal-01112286></ref>
गलनांक के ऊपर, तरल की ठोस रूपों की तुलना में उल्लेखनीय रूप से भिन्न स्थानीय संरचना होती है, जिसमें अधिकांश Ti<sup>4+</sup> टेट्राहेड्रल TiO<sub>4</sub> इकाइयों में चार ऑक्सीजन के साथ समन्वित होते हैं, जो अधिक उच्च समन्वित इकाइयों के साथ सह-अस्तित्व में रहते हैं।<ref>{{cite journal |author1=Alderman O L G |author2=Benmore C |author3=Neuefeind J |author4=Tamalonis A |author5=Weber R |year=2019 |title=Molten barium titanate: a high-pressure liquid silicate analogue |journal=Journal of Physics: Condensed Matter |volume=31 |issue=20 |page=20LT01 |doi=10.1088/1361-648X/ab0939 |pmid=30790768 |bibcode=2019JPCM...31tLT01A |osti=1558227 |s2cid=73498849 }}</ref>
गलनांक के ऊपर, तरल की ठोस रूपों की तुलना में उल्लेखनीय रूप से भिन्न स्थानीय संरचना होती है, जिसमें अधिकांश Ti<sup>4+</sup> टेट्राहेड्रल TiO<sub>4</sub> इकाइयों में चार ऑक्सीजन के साथ समन्वित होते है, जो अधिक उच्च समन्वित इकाइयों के साथ सह-अस्तित्व में रहते है।<ref>{{cite journal |author1=Alderman O L G |author2=Benmore C |author3=Neuefeind J |author4=Tamalonis A |author5=Weber R |year=2019 |title=Molten barium titanate: a high-pressure liquid silicate analogue |journal=Journal of Physics: Condensed Matter |volume=31 |issue=20 |page=20LT01 |doi=10.1088/1361-648X/ab0939 |pmid=30790768 |bibcode=2019JPCM...31tLT01A |osti=1558227 |s2cid=73498849 }}</ref>
== उत्पादन और हैंडलिंग गुण ==
== उत्पादन और हैडलिंग गुण ==
[[File:Oxides particles.jpg|300px|left|thumb|स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) छवियों में BaTiO के कण दिखाई दे रहे हैं<sub>3</sub>. विभिन्न आकारिकी संश्लेषण स्थितियों (वर्षा, हाइड्रोथर्मल और सॉल्वोथर्मल संश्लेषण) पर निर्भर करती हैं: अग्रदूतों की एकाग्रता, प्रतिक्रिया तापमान और समय को बदलकर आकार और आकार भिन्न हो सकते हैं। रंग (यदि जोड़ा गया है) ग्रेस्केल स्तरों पर जोर देने में मदद करता है। सामान्यतः, जलीय घोल से वर्षा द्वारा बेरियम टाइटेनैट का संश्लेषण आकार के साथ गोलाकार आकार वाले कणों का उत्पादन करने की अनुमति देता है जिसे कुछ नैनोमीटर से लेकर कई सौ नैनोमीटर तक अभिकारकों की एकाग्रता को कम करके सिलवाया जा सकता है। बहुत कम सांद्रता पर कणों में वृक्ष के समान आकारिकी विकसित करने की प्रवृत्ति होती है, जैसा कि छवियों में बताया गया है।]]बेरियम टाइटेनेट को अपेक्षाकृत सरल सोल-हाइड्रोथर्मल विधि द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है।<ref>{{cite journal|last1=Selvaraj |first1=M. |last2=Venkatachalapathy |first2=V. |last3=Mayandi |first3=J. |last4=Karazhanov |first4=S. |last5=Pearce |first5=J. M. |title=Preparation of meta-stable phases of barium titanate by Sol-hydrothermal method |journal=AIP Advances |volume=5 |issue=11 |pages=117119 |doi=10.1063/1.4935645|year=2015 |bibcode=2015AIPA....5k7119S |doi-access=free }}</ref> बेरियम टाइटेनेट को [[बेरियम कार्बोनेट]] और [[रंजातु डाइऑक्साइड]] को गर्म करके भी निर्मित किया जा सकता है। प्रतिक्रिया तरल चरण सिंटरिंग के माध्यम से आगे बढ़ती है। पिघला हुआ [[पोटेशियम फ्लोराइड]] से लगभग 1100 डिग्री सेल्सियस पर एकल क्रिस्टल उगाए जा सकते हैं।<ref>{{cite book | last1 = Galasso | first1 = Francis S. | year = 1973 | title = Barium Titanate, BaTiO<sub>3</sub>| series = Inorganic Syntheses | volume = 14 | pages = 142–143 | doi = 10.1002/9780470132456.ch28 | isbn = 9780470132456 }}</ref> अन्य सामग्रियों को अधिकांशतः [[डोपिंग (अर्धचालक)|डोपेंट]] के रूप में जोड़ा जाता है, उदाहरण के लिए, स्ट्रोंटियम टाइटेनेट के साथ ठोस समाधान बनाने के लिए सीनियर। यह नाइट्रोजन ट्राइक्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया करता है और एक हरे या भूरे रंग का मिश्रण उत्पन्न करता है, मिश्रण के फेरोइलेक्ट्रिक गुण अभी भी इसी रूप में उपस्तिथ होते हैं।
[[File:Oxides particles.jpg|300px|left|thumb|स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) छवियों में BaTiO के कण दिखाई दे रहे है<sub>3</sub>. विभिन्न आकारिकी संश्लेषण स्थितियों (वर्षा, हाइड्रोथर्मल और सॉल्वोथर्मल संश्लेषण) पर निर्भर करती है: अग्रदूतों की एकाग्रता, प्रतिक्रिया तापमान और समय को बदलकर आकार और आकार भिन्न हो सकते है। रंग (यदि जोड़ा गया है) ग्रेस्केल स्तरों पर जोर देने में मदद करता है। सामान्यतः, जलीय घोल से वर्षा द्वारा बेरियम टाइटेनैट का संश्लेषण आकार के साथ गोलाकार आकार वाले कणों का उत्पादन करने की अनुमति देता है जिसे कुछ नैनोमीटर से लेकर कई सौ नैनोमीटर तक अभिकारकों की एकाग्रता को कम करके सिलवाया जा सकता है। बहुत कम सांद्रता पर कणों में वृक्ष के समान आकारिकी विकसित करने की प्रवृत्ति होती है, जैसा कि छवियों में बताया गया है।]]बेरियम टाइटेनेट को अपेक्षाकृत सरल सोल-हाइड्रोथर्मल विधि द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है।<ref>{{cite journal|last1=Selvaraj |first1=M. |last2=Venkatachalapathy |first2=V. |last3=Mayandi |first3=J. |last4=Karazhanov |first4=S. |last5=Pearce |first5=J. M. |title=Preparation of meta-stable phases of barium titanate by Sol-hydrothermal method |journal=AIP Advances |volume=5 |issue=11 |pages=117119 |doi=10.1063/1.4935645|year=2015 |bibcode=2015AIPA....5k7119S |doi-access=free }}</ref> बेरियम टाइटेनेट को [[बेरियम कार्बोनेट]] और [[रंजातु डाइऑक्साइड]] को गर्म करके भी निर्मित किया जा सकता है। प्रतिक्रिया तरल चरण तंत्री के माध्यम से आगे बढ़ती है। पिघला हुआ [[पोटेशियम फ्लोराइड]] से लगभग 1100 डिग्री सेल्सियस पर एकल क्रिस्टल उगाए जा सकते है।<ref>{{cite book | last1 = Galasso | first1 = Francis S. | year = 1973 | title = Barium Titanate, BaTiO<sub>3</sub>| series = Inorganic Syntheses | volume = 14 | pages = 142–143 | doi = 10.1002/9780470132456.ch28 | isbn = 9780470132456 }}</ref> अन्य सामग्रियों को अधिकांशतः [[डोपिंग (अर्धचालक)|डोपेंट]] के रूप में जोड़ा जाता है, उदाहरण के लिए, स्ट्रोंटियम टाइटेनेट के साथ ठोस समाधान बनाने के लिए सीनियर। यह नाइट्रोजन ट्राइक्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया करता है और एक हरे या भूरे रंग का मिश्रण उत्पन्न करता है, मिश्रण के फेरोविद्युतीय गुण अभी भी इसी रूप में उपस्तिथ होते है।


कण आकृति विज्ञान और उसके गुणों के बीच संबंध का अध्ययन करने में अधिक प्रयास किए गए हैं। बेरियम टाइटेनेट कुछ सिरेमिक यौगिकों में से एक है जो [[असामान्य अनाज वृद्धि|असामान्य]] [[असामान्य अनाज वृद्धि|अनाज वृद्धि]] को प्रदर्शित करने के लिए जाना जाता है, जिसमें घनत्व और भौतिक गुणों पर गहरा प्रभाव के साथ बड़े आकार वाले अनाज महीन अनाज के मैट्रिक्स में बढ़ते हैं।<ref>[https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1303/1303.2761.pdf#page=2 Journal of Crystal Growth] 2012, Volume 359, Pages 83-91, Abnormal Grain Growth </ref> पूरी तरह से घने नैनोक्रिस्टलाइन बेरियम टाइटेनेट में क्लासिक तरीके से तैयार की गई सामग्री की तुलना में 40% अधिक पारगम्यता होती है।<ref>{{cite journal| doi=10.1021/jp7112818| title=Effect of Microwave Frequency on Hydrothermal Synthesis of Nanocrystalline Tetragonal Barium Titanate| year=2008 |last1=Nyutu |first1=Edward K.| journal=The Journal of Physical Chemistry C| volume=112| pages=9659| last2=Chen| first2=Chun-Hu| last3=Dutta| first3=Prabir K.| last4=Suib| first4=Steven L.| issue=26| citeseerx=10.1.1.660.3769}}</ref> [[विश्वास करना|टिन]] में बेरियम टाइटेनेट के समावेशन को हीरे की तुलना में उच्च [[viscoelasticity|विस्कोलेस्टिक]] [[कठोरता]] के साथ एक थोक सामग्री का उत्पादन करने के लिए दिखाया जाता है। बेरियम टाइटेनेट दो चरण के संक्रमण से गुजरता है जो क्रिस्टल आकार और मात्रा को बदलता है। यह चरण परिवर्तन कंपोजिट की ओर ले जाता है जहां बेरियम टाइटनेट्स में एक नकारात्मक बल्क मॉडुलस (यंग्स मॉडुलस) होता है, जिसका अर्थ है कि जब कोई बल समावेशन पर कार्य करता है, तो विपरीत दिशा में विस्थापन होता है, जो कंपोजिट को और सख्त कर देता है।<ref>{{cite journal| doi = 10.1126/science.1135837| year=2007 |last1=Jaglinski |first1=T. |last2=Kochmann |first2=D. |last3=Stone |first3=D. |last4=Lakes |first4=R. S. | title = Composite materials with viscoelastic stiffness greater than diamond| volume = 315| issue = 5812| pages = 620–2| pmid = 17272714| journal = Science|bibcode=2007Sci...315..620J| citeseerx=10.1.1.1025.8289 | s2cid=25447870 }}</ref>
कण आकृति विज्ञान और उसके गुणों के बीच संबंध का अध्ययन करने में अधिक प्रयास किए गए है। बेरियम टाइटेनेट कुछ सिरेमिक यौगिकों में से एक है जो [[असामान्य अनाज वृद्धि|असामान्य]] [[असामान्य अनाज वृद्धि|अनाज वृद्धि]] को प्रदर्शित करने के लिए जाना जाता है, जिसमें घनत्व और भौतिक गुणों पर गहरा प्रभाव के साथ बड़े आकार वाले अनाज महीन अनाज के मैट्रिक्स में बढ़ते है।<ref>[https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1303/1303.2761.pdf#page=2 Journal of Crystal Growth] 2012, Volume 359, Pages 83-91, Abnormal Grain Growth </ref> पूरी तरह से घने नैनोक्रिस्टलाइन बेरियम टाइटेनेट में उत्कृष्ट तरीके से तैयार की गई सामग्री की तुलना में 40% अधिक पारगम्यता होती है।<ref>{{cite journal| doi=10.1021/jp7112818| title=Effect of Microwave Frequency on Hydrothermal Synthesis of Nanocrystalline Tetragonal Barium Titanate| year=2008 |last1=Nyutu |first1=Edward K.| journal=The Journal of Physical Chemistry C| volume=112| pages=9659| last2=Chen| first2=Chun-Hu| last3=Dutta| first3=Prabir K.| last4=Suib| first4=Steven L.| issue=26| citeseerx=10.1.1.660.3769}}</ref> [[विश्वास करना|टिन]] में बेरियम टाइटेनेट के समावेशन को हीरे की तुलना में उच्च [[viscoelasticity|विस्कोलेस्टिक]] [[कठोरता]] के साथ एक थोक सामग्री का उत्पादन करने के लिए दिखाया जाता है। बेरियम टाइटेनेट दो चरण के संक्रमण से गुजरता है जो क्रिस्टल आकार और मात्रा को बदलता है। यह चरण परिवर्तन समग्र की ओर ले जाता है जहां बेरियम टाइटनेट्स में एक नकारात्मक बल्क मॉडुलस (यंग्स मॉडुलस) होता है, जिसका अर्थ है कि जब कोई बल समावेशन पर कार्य करता है, तो विपरीत दिशा में विस्थापन होता है, जो समग्र को और सख्त कर देता है।<ref>{{cite journal| doi = 10.1126/science.1135837| year=2007 |last1=Jaglinski |first1=T. |last2=Kochmann |first2=D. |last3=Stone |first3=D. |last4=Lakes |first4=R. S. | title = Composite materials with viscoelastic stiffness greater than diamond| volume = 315| issue = 5812| pages = 620–2| pmid = 17272714| journal = Science|bibcode=2007Sci...315..620J| citeseerx=10.1.1.1025.8289 | s2cid=25447870 }}</ref>


कई [[ऑक्साइड]] की तरह, बेरियम टाइटेनैट पानी में अघुलनशील होता है लेकिन [[सल्फ्यूरिक एसिड]] द्वारा हमला किया जाता है। इसका बल्क रूम-टेम्परेचर [[ऊर्जा अंतराल]] 3.2 eV होता है, लेकिन यह ~3.5 eV तक बढ़ जाता है जब कण का आकार लगभग 15 से 7 एनएम तक कम हो जाता है।<ref name="bandgap" />
कई [[ऑक्साइड]] की तरह, बेरियम टाइटेनैट पानी में अघुलनशील होता है लेकिन [[सल्फ्यूरिक एसिड]] द्वारा हमला किया जाता है। इसका बल्क रूम-तापमान [[ऊर्जा अंतराल]] 3.2 eV होता है, लेकिन यह ~3.5 eV तक बढ़ जाता है जब कण का आकार लगभग 15 से 7 एनएम तक कम हो जाता है।<ref name="bandgap" />
== उपयोग ==
== उपयोग ==
[[File:BaTiO3 ferro domains.jpg|thumb|BaTiO में बनने वाले फेरोइलास्टिक डोमेन की [[स्कैनिंग ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी]]<sub>3</sub> [[क्यूरी तापमान]] के माध्यम से ठंडा करने पर। शीर्ष बिंदु, जहां डोमेन बंडल मिलते हैं, आइसोमेट्रिक क्रिस्टल (शीर्ष) में केंद्र से आयताकार (नीचे) में ऑफ-सेंटर तक जाता है।<ref>{{Cite journal | doi = 10.1088/1468-6996/16/3/036001| pmid = 27877812| title = Some current problems in perovskite nano-ferroelectrics and multiferroics: Kinetically-limited systems of finite lateral size| journal = Science and Technology of Advanced Materials| volume = 16| issue = 3| pages = 036001| year = 2015| last1 = Scott | first1 = J. F. | last2 = Schilling | first2 = A. | last3 = Rowley | first3 = S. E. | last4 = Gregg | first4 = J. M. |pmc=5099849| bibcode = 2015STAdM..16c6001S}}</ref>]]बेरियम टाइटेनेट एक [[ढांकता हुआ]] सिरेमिक है जिसका उपयोग कैपेसिटर में किया जाता है, जिसमें ढांकता हुआ निरंतर मान 7,000 के बराबर होता है। एक संकीर्ण तापमान सीमा में, 15,000 तक के मान संभव हैं; सबसे आम सिरेमिक और बहुलक सामग्री 10 से कम हैं, जबकि अन्य, जैसे टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO<sub>2</sub>) के मान 20 और 70 के बीच के मान हैं।<ref>{{Cite journal|title = Design solutions for DC bias in multilayer ceramic capacitors|last = Waugh|first = Mark D|date = 2010|journal = Electronic Engineering Times|url=http://www.compel.ru/wordpress/wp-content/uploads/2014/01/Mark-D.-Waugh.pdf}}</ref>
[[File:BaTiO3 ferro domains.jpg|thumb|BaTiO में बनने वाले फेरोइलास्टिक डोमेन की [[स्कैनिंग ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी]]<sub>3</sub> [[क्यूरी तापमान]] के माध्यम से ठंडा करने पर। शीर्ष बिंदु, जहां डोमेन बंडल मिलते है, आइसोमेट्रिक क्रिस्टल (शीर्ष) में केंद्र से आयताकार (नीचे) में ऑफ-सेंटर तक जाता है।<ref>{{Cite journal | doi = 10.1088/1468-6996/16/3/036001| pmid = 27877812| title = Some current problems in perovskite nano-ferroelectrics and multiferroics: Kinetically-limited systems of finite lateral size| journal = Science and Technology of Advanced Materials| volume = 16| issue = 3| pages = 036001| year = 2015| last1 = Scott | first1 = J. F. | last2 = Schilling | first2 = A. | last3 = Rowley | first3 = S. E. | last4 = Gregg | first4 = J. M. |pmc=5099849| bibcode = 2015STAdM..16c6001S}}</ref>]]बेरियम टाइटेनेट एक [[ढांकता हुआ]] सिरेमिक है जिसका उपयोग संधारित्र में किया जाता है, जिसमें ढांकता हुआ निरंतर मान 7,000 के बराबर होता है। एक संकीर्ण तापमान सीमा में, 15,000 तक के मान संभव होते है, सबसे आम सिरेमिक और बहुलक सामग्री 10 से कम होती है, जबकि अन्य, जैसे टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO<sub>2</sub>) के मान 20 और 70 के बीच होती है।<ref>{{Cite journal|title = Design solutions for DC bias in multilayer ceramic capacitors|last = Waugh|first = Mark D|date = 2010|journal = Electronic Engineering Times|url=http://www.compel.ru/wordpress/wp-content/uploads/2014/01/Mark-D.-Waugh.pdf}}</ref>
यह एक [[piezoelectric|पीजोइलेक्ट्रिक]] सामग्री है जिसका उपयोग [[माइक्रोफ़ोन]] और अन्य ट्रांसड्यूसर में किया जाता है। कमरे के तापमान पर बेरियम टाइटेनेट एकल क्रिस्टल का सहज ध्रुवीकरण पहले के अध्ययनों में 0.15 C/m2 के बीच,<ref>{{Cite journal| doi = 10.1103/RevModPhys.22.221| volume = 22| issue = 3| pages = 221–237| last = von Hippel| first = A.| title = Ferroelectricity, Domain Structure, and Phase Transitions of Barium Titanate| journal = Reviews of Modern Physics| date = 1950-07-01| bibcode=1950RvMP...22..221V}}</ref> और हाल के प्रकाशनों में 0.26 C/m<sup>2</sup>,<ref>{{Cite journal| doi = 10.1016/j.mseb.2008.11.046| issn = 0921-5107| volume = 161| issue = 1–3| pages = 50–54| last1 = Shieh| first1 = J.| last2 = Yeh| first2 = J. H.| last3 = Shu| first3 = Y. C.| last4 = Yen| first4 = J. H.| title = Hysteresis behaviors of barium titanate single crystals based on the operation of multiple 90° switching systems| journal = Materials Science and Engineering: B| series = Proceedings of the joint meeting of the 2nd International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-II) and the 1st International Conference on the Science and Technology of Solid Surfaces and Interfaces (STSI-I)| date = 2009-04-15}}</ref> और इसका क्यूरी तापमान 120 और 130 ° C के बीच है। अंतर विकास तकनीक से संबंधित हैं, पहले के फ्लक्स विकसित क्रिस्टल वर्तमान क्रिस्टल की तुलना में [[Czochralski प्रक्रिया]] के साथ कम शुद्ध होते हैं,<ref>{{Cite journal| volume = base documentaire : TIB271DUO.| issue = ref. article : e1870| last = Godefroy| first = Geneviève| title = फेरोबिजली| journal = Techniques de l'Ingénieur Matériaux Pour l'Électronique et Dispositifs Associés| date = 1996| language = fr}}</ref> जिसके कारण एक बड़ा सहज ध्रुवीकरण और एक उच्च क्यूरी तापमान होता है।
यह एक [[piezoelectric|पीजोविद्युतीय]] सामग्री है जिसका उपयोग [[माइक्रोफ़ोन]] और अन्य ट्रांसड्यूसर में किया जाता है। कमरे के तापमान पर बेरियम टाइटेनेट एकल क्रिस्टल का सहज ध्रुवीकरण पहले के अध्ययनों में 0.15 C/m2 के बीच,<ref>{{Cite journal| doi = 10.1103/RevModPhys.22.221| volume = 22| issue = 3| pages = 221–237| last = von Hippel| first = A.| title = Ferroelectricity, Domain Structure, and Phase Transitions of Barium Titanate| journal = Reviews of Modern Physics| date = 1950-07-01| bibcode=1950RvMP...22..221V}}</ref> और हाल के प्रकाश में 0.26 C/m<sup>2</sup>,<ref>{{Cite journal| doi = 10.1016/j.mseb.2008.11.046| issn = 0921-5107| volume = 161| issue = 1–3| pages = 50–54| last1 = Shieh| first1 = J.| last2 = Yeh| first2 = J. H.| last3 = Shu| first3 = Y. C.| last4 = Yen| first4 = J. H.| title = Hysteresis behaviors of barium titanate single crystals based on the operation of multiple 90° switching systems| journal = Materials Science and Engineering: B| series = Proceedings of the joint meeting of the 2nd International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-II) and the 1st International Conference on the Science and Technology of Solid Surfaces and Interfaces (STSI-I)| date = 2009-04-15}}</ref> और इसका क्यूरी तापमान 120 और 130 ° C के बीच होता है। अंतर विकास तकनीक से संबंधित होती है, पहले के फ्लक्स विकसित क्रिस्टल वर्तमान क्रिस्टल की तुलना में [[Czochralski प्रक्रिया|जौक्रैल्स्की प्रक्रिया]] के साथ कम शुद्ध होते है,<ref>{{Cite journal| volume = base documentaire : TIB271DUO.| issue = ref. article : e1870| last = Godefroy| first = Geneviève| title = फेरोबिजली| journal = Techniques de l'Ingénieur Matériaux Pour l'Électronique et Dispositifs Associés| date = 1996| language = fr}}</ref> जिसके कारण एक बड़ा सहज ध्रुवीकरण और एक उच्च क्यूरी तापमान होता है।


एक पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री के रूप में, इसे बड़े पैमाने पर [[लीड जिरकोनेट टाइटेनेट]] द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है, जिसे PZT के रूप में भी जाना जाता है। पॉलीक्रिस्टलाइन बेरियम टाइटेनैट में प्रतिरोध का एक सकारात्मक [[तापमान गुणांक]] होता है, जो इसे [[thermistor|थर्मिस्टर्स]] और स्व-विनियमन इलेक्ट्रिक हीटिंग सिस्टम के लिए उपयोगी सामग्री बनाता है।
एक पीजोविद्युतीय सामग्री के रूप में, इसे बड़े पैमाने पर [[लीड जिरकोनेट टाइटेनेट]] द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है, जिसे पीजेडटी के रूप में भी जाना जाता है। पॉलीक्रिस्टलाइन बेरियम टाइटेनैट में प्रतिरोध का एक सकारात्मक [[तापमान गुणांक]] होता है, जो इसे [[thermistor|थर्मिस्टर्स]] और स्व-विनियमन विद्युतीय गर्म प्रणाली के लिए उपयोगी सामग्री बनाता है।


बेरियम टाइटेनेट क्रिस्टल का उपयोग अरैखिक प्रकाशिकी में किया जाता है। सामग्री में उच्च बीम-युग्मन लाभ होता है, और इसे दृश्य और निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर संचालित किया जा सकता है। इसमें स्व-पंप [[ऑप्टिकल चरण संयुग्मन]] (एसपीपीसी) अनुप्रयोगों के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों की उच्चतम परावर्तकता है। इसका उपयोग मिलीवाट-रेंज ऑप्टिकल पावर के साथ निरंतर-लहर [[चार-लहर मिश्रण]] के लिए किया जा सकता है। फोटोरिफ़्रेक्टिव अनुप्रयोगों के लिए, बेरियम टाइटेनेट को विभिन्न अन्य तत्वों द्वारा डोप किया जा सकता है, उदा। [[लोहा]]।<ref>{{cite web| url = http://www.redoptronics.com/Fe-LiNbO3-crystal.html| title = Fe:LiNbO<sub>3</sub> Crystal|work=redoptronics.com}}</ref>
बेरियम टाइटेनेट क्रिस्टल का उपयोग अरैखिक प्रकाश में किया जाता है। सामग्री में उच्च बीम-युग्मन लाभ होता है, और इसे दृश्य और निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर संचालित किया जाता है। इसमें स्व-पंप [[ऑप्टिकल चरण संयुग्मन|प्रकाशिक चरण संयुग्मन]] (एसपीपीसी) अनुप्रयोगों के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों की उच्चतम परावर्तकता होती है। इसका उपयोग मिलीवाट-रेंज प्रकाशिक पावर के साथ [[चार-लहर मिश्रण]] के लिए किया जाता है। प्रकाश अपवर्तक अनुप्रयोगों के लिए, बेरियम टाइटेनेट को विभिन्न अन्य तत्वों द्वारा डोप किया जाता है, उदाहरण [[लोहा]]।<ref>{{cite web| url = http://www.redoptronics.com/Fe-LiNbO3-crystal.html| title = Fe:LiNbO<sub>3</sub> Crystal|work=redoptronics.com}}</ref>


बेरियम टाइटेनेट की [[पतली फिल्म|पतली फिल्में]] 40 गीगाहर्ट्ज़ से अधिक आवृत्तियों के लिए [[इलेक्ट्रो-ऑप्टिक न्यूनाधिक]] प्रदर्शित करती हैं।<ref>{{cite journal| doi = 10.1364/OPEX.12.005962| title = Electrooptic modulation up to 40 GHz in a barium titanate thin film waveguide modulator| year = 2004 |last1=Tang |first1=Pingsheng |journal=Optics Express |volume=12 |issue=24 |pages=5962–7 |pmid=19488237 |last2=Towner |first2=D. |last3=Hamano |first3=T. |last4=Meier|first4=A. |last5=Wessels |first5=B.|bibcode=2004OExpr..12.5962T |doi-access=free }}</ref>
बेरियम टाइटेनेट की [[पतली फिल्म|पतली फिल्में]] 40 गीगाहर्ट्ज़ से अधिक आवृत्तियों के लिए [[इलेक्ट्रो-ऑप्टिक न्यूनाधिक|विद्युतीय-ऑप्टिक न्यूनाधिक]] प्रदर्शित करती है।<ref>{{cite journal| doi = 10.1364/OPEX.12.005962| title = Electrooptic modulation up to 40 GHz in a barium titanate thin film waveguide modulator| year = 2004 |last1=Tang |first1=Pingsheng |journal=Optics Express |volume=12 |issue=24 |pages=5962–7 |pmid=19488237 |last2=Towner |first2=D. |last3=Hamano |first3=T. |last4=Meier|first4=A. |last5=Wessels |first5=B.|bibcode=2004OExpr..12.5962T |doi-access=free }}</ref>


बेरियम टाइटेनेट के पाइरोइलेक्ट्रिक और फेरोइलेक्ट्रिक गुणों का उपयोग [[थर्मल कैमरा|थर्मल कैमरों]] के लिए कुछ प्रकार के बिना सेंसर वाले सेंसर में किया जाता है।
बेरियम टाइटेनेट के पाइरोविद्युतीय और फेरोविद्युतीय गुणों का उपयोग [[थर्मल कैमरा|थर्मल कैमरों]] के सेंसर में किया जाता है।


बेरियम टाइटेनेट का व्यापक रूप से थर्मिस्टर्स और सकारात्मक तापमान गुणांक ताप तत्वों में उपयोग किया जाता है। इन अनुप्रयोगों के लिए, सामग्री अर्धचालक गुणों को देने के लिए बेरियम टाइटेनेट को [[डोपिंग (सेमीकंडक्टर)|डोपेंट]] के साथ निर्मित किया जाता है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में मोटरों के लिए अत्यधिक सुरक्षा, फ्लोरोसेंट रोशनी के लिए रोड़े, ऑटोमोबाइल केबिन एयर हीटर और उपभोक्ता अंतरिक्ष हीटर सम्मलित हैं।<ref>{{Cite book |url=https://www.tdk-electronics.tdk.com/download/539366/728d0d379187d1dfa0831555b8c93202/pdf-general-technical-information.pdf |title=PTC thermistors, general technical information |publisher=EPCOS AG |year=2016 |access-date=May 9, 2022}}</ref><ref>{{Cite web |title=Pelonis USA: Helpful Information |url=http://www.pelonis.com/hitech.htm |archive-url=https://web.archive.org/web/19981205114423/http://www.pelonis.com/hitech.htm |archive-date=Dec 5, 1995}}</ref>
बेरियम टाइटेनेट का व्यापक रूप से थर्मिस्टर्स और सकारात्मक तापमान गुणांक ताप तत्वों में उपयोग किया जाता है। इन अनुप्रयोगों के लिए, सामग्री अर्धचालक गुणों को देने के लिए बेरियम टाइटेनेट को [[डोपिंग (सेमीकंडक्टर)|डोपेंट]] के साथ निर्मित किया जाता है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में मोटरों के लिए अत्यधिक सुरक्षा, प्रतिदीप्ति प्रकाश के लिए रोड़े, ऑटोमोबाइल केबिन हवा गर्म और उपभोक्ता अंतरिक्ष हीटर सम्मलित होते है।<ref>{{Cite book |url=https://www.tdk-electronics.tdk.com/download/539366/728d0d379187d1dfa0831555b8c93202/pdf-general-technical-information.pdf |title=PTC thermistors, general technical information |publisher=EPCOS AG |year=2016 |access-date=May 9, 2022}}</ref><ref>{{Cite web |title=Pelonis USA: Helpful Information |url=http://www.pelonis.com/hitech.htm |archive-url=https://web.archive.org/web/19981205114423/http://www.pelonis.com/hitech.htm |archive-date=Dec 5, 1995}}</ref>


उच्च शुद्धता बेरियम टाइटेनेट पाउडर को इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग के लिए नए बेरियम टाइटेनेट कैपेसिटर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का एक प्रमुख घटक बताया गया है।<ref>{{cite web| url = http://gtresearchnews.gatech.edu/newsrelease/barium-titanate.htm| access-date=2009-06-06| title = Nanoparticle Compatibility: New Nanocomposite Processing Technique Creates More Powerful Capacitors|work=gatech.edu|date=April 26, 2007}}</ref>
उच्च शुद्धता बेरियम टाइटेनेट पाउडर को विद्युतीय वाहनों में उपयोग के लिए नए बेरियम टाइटेनेट संधारित्र ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का एक प्रमुख घटक बताया गया है।<ref>{{cite web| url = http://gtresearchnews.gatech.edu/newsrelease/barium-titanate.htm| access-date=2009-06-06| title = Nanoparticle Compatibility: New Nanocomposite Processing Technique Creates More Powerful Capacitors|work=gatech.edu|date=April 26, 2007}}</ref>


उनकी उन्नत [[जैव]]-अनुकूलता के कारण, बेरियम टाइटेनेट [[nanoparticle|नैनोपार्टिकल्स]] (बीटीएनपी) को हाल ही में [[दवा वितरण]] के लिए नैनोकैरियर्स के रूप में नियोजित किया गया है।<ref>{{Cite journal| doi =10.1088/0957-4484/27/23/232001| pmid = 27145888  | issn = 0957-4484  | volume =27| issue = 23| pages =232001| last1 =Genchi | first1 = G.G.| last2 =Marino| first2 = A.| last3 =Rocca| first3 =A. | last4 =Mattoli | first4 = V. | last5= Ciofani| first5 = G.| title = Barium titanate nanoparticles: Promising multitasking vectors in nanomedicine | journal = Nanotechnology| date =5 May 2016| bibcode =2016Nanot..27w2001G| s2cid = 37287359 }}</ref>
उनकी उन्नत [[जैव]]-अनुकूलता के कारण, बेरियम टाइटेनेट [[nanoparticle|नैनोपार्टिकल्स]] (बीटीएनपी) को हाल ही में [[दवा वितरण|वितरण]] के लिए नैनोकैरियर्स के रूप में नियोजित किया गया है।<ref>{{Cite journal| doi =10.1088/0957-4484/27/23/232001| pmid = 27145888  | issn = 0957-4484  | volume =27| issue = 23| pages =232001| last1 =Genchi | first1 = G.G.| last2 =Marino| first2 = A.| last3 =Rocca| first3 =A. | last4 =Mattoli | first4 = V. | last5= Ciofani| first5 = G.| title = Barium titanate nanoparticles: Promising multitasking vectors in nanomedicine | journal = Nanotechnology| date =5 May 2016| bibcode =2016Nanot..27w2001G| s2cid = 37287359 }}</ref>


बेरियम टाइटेनेट सब्सट्रेट्स पर उगाई गई पतली फिल्मों में विशाल शक्ति के मैग्नेटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की सूचना दी गई है।<ref>{{Cite journal|last1=Eerenstein|first1=W.|last2=Mathur|first2=N. D.|last3=Scott|first3=J. F.|date=August 2006|title=Multiferroic and magnetoelectric materials|journal=Nature|language=En|volume=442|issue=7104|pages=759–765|doi=10.1038/nature05023|pmid=16915279|issn=1476-4687|bibcode=2006Natur.442..759E|s2cid=4387694}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Rafique|first=Mohsin|date=May 2017|title=Giant room temperature magnetoelectric response in strain controlled nanocomposites|journal=Applied Physics Letters|volume=110|issue=20|pages=202902|doi=10.1063/1.4983357|bibcode=2017ApPhL.110t2902R}}</ref>
बेरियम टाइटेनेट सब्सट्रेट्स पर उगाई गई पतली फिल्मों में विशाल ऊर्जा के लिए मैग्नेटोविद्युतीय प्रभाव की सूचना दी गई है।<ref>{{Cite journal|last1=Eerenstein|first1=W.|last2=Mathur|first2=N. D.|last3=Scott|first3=J. F.|date=August 2006|title=Multiferroic and magnetoelectric materials|journal=Nature|language=En|volume=442|issue=7104|pages=759–765|doi=10.1038/nature05023|pmid=16915279|issn=1476-4687|bibcode=2006Natur.442..759E|s2cid=4387694}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Rafique|first=Mohsin|date=May 2017|title=Giant room temperature magnetoelectric response in strain controlled nanocomposites|journal=Applied Physics Letters|volume=110|issue=20|pages=202902|doi=10.1063/1.4983357|bibcode=2017ApPhL.110t2902R}}</ref>
== प्राकृतिक घटना ==
== प्राकृतिक घटना ==
बेरियोपेरोस्काइट BaTiO<sub>3</sub> का एक बहुत ही दुर्लभ प्राकृतिक एनालॉग है, जो [[बेनिटोस]] में सूक्ष्म समावेशन के रूप में पाया जाता है।<ref>{{cite journal| year = 2008|last1=Ma |first1=Chi |last2=Rossman |first2=George R. |title=Barioperovskite, BaTiO<sub>3</sub>, a new mineral from the Benitoite Mine, California| volume = 93|issue=1 | pages = 154–157| journal = American Mineralogist| doi=10.2138/am.2008.2636|bibcode=2008AmMin..93..154M|s2cid=94469497 }}</ref>
बेरियोपेरोस्काइट BaTiO<sub>3</sub> का एक बहुत ही दुर्लभ प्राकृतिक अनुरूप है, जो [[बेनिटोस]] में सूक्ष्म समावेशन के रूप में पाया जाता है।<ref>{{cite journal| year = 2008|last1=Ma |first1=Chi |last2=Rossman |first2=George R. |title=Barioperovskite, BaTiO<sub>3</sub>, a new mineral from the Benitoite Mine, California| volume = 93|issue=1 | pages = 154–157| journal = American Mineralogist| doi=10.2138/am.2008.2636|bibcode=2008AmMin..93..154M|s2cid=94469497 }}</ref>
== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
* स्ट्रोंटियम टाइटेनेट
* स्ट्रोंटियम टाइटेनेट
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==बाहरी संबंध==
==बाहरी संबंध==
{{Commons category|Barium titanate}}
*[http://gtresearchnews.gatech.edu/newsrelease/barium-titanate.htm Nanoparticle Compatibility: New Nanocomposite Processing Technique Creates More Powerful Capacitors]
*[http://gtresearchnews.gatech.edu/newsrelease/barium-titanate.htm Nanoparticle Compatibility: New Nanocomposite Processing Technique Creates More Powerful Capacitors]
*[http://blog.wired.com/gadgets/2007/09/instant-charge-.html EEStor's "instant-charge" capacitor batteries]
*[http://blog.wired.com/gadgets/2007/09/instant-charge-.html EEStor's "instant-charge" capacitor batteries]
{{Barium compounds}}
{{Titanium compounds}}


{{Authority control}}
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{{DEFAULTSORT:Barium Titanate}}[[Category: टाइटन्स]] [[Category: बेरियम यौगिक]] [[Category: सिरेमिक सामग्री]] [[Category: पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री]] [[Category: फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री]] [[Category: इन्फ्रारेड सेंसर सामग्री]] [[Category: नॉनलाइनियर ऑप्टिकल सामग्री]] [[Category: पीई आरओ बनाम पतंग]]
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Latest revision as of 10:42, 16 February 2023

बेरियम टाइटेनेट (BTO) रासायनिक सूत्र BaTiO3 वाला एक अकार्बनिक यौगिक है। बेरियम टाइटेनेट एक पाउडर के रूप में सफेद दिखाई देता है और बड़े क्रिस्टल के रूप में तैयार होने पर पारदर्शी होता है। यह एक फेरोबिजली, पाइरोविद्युतीय और पीजोविद्युतीय सिरेमिक सामग्री है जो प्रकाश अपवर्तक प्रभाव प्रदर्शित करती है। इसका उपयोग संधारित्र, विद्युत ट्रांसड्यूसर और गैर रेखीय प्रकाश में किया जाता है।

संरचना

Main article: पर्कोव्साइट (संरचना)
घनिक बैटीओ की संरचना3. लाल गोले ऑक्साइड केंद्र है, नीला Ti है4+ धनायन, और हरे गोले बा है2+.

तापमान के आधार पर ठोस चार बहुरूपों में से एक में उपस्तिथ होता है। उच्च से निम्न तापमान तक, चार बहुरूपों के ये क्रिस्टल समरूपताएँ घन क्रिस्टल प्रणाली, टेट्रागोनल क्रिस्टल प्रणाली, ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल प्रणाली और त्रिकोणीय क्रिस्टल प्रणाली क्रिस्टल संरचना है। ये सभी चरण घनिक चरण के अतिरिक्त फेरोविद्युतीय प्रभाव प्रदर्शित करते है। उच्च तापमान घनिक चरण का वर्णन करना सबसे आसान होता है, क्योंकि इसमें नियमित ऑक्टाहेड्रल TiO6 इकाइयाँ होती है जो O कोने और Ti-O-Ti किनारों के साथ घन को परिभाषित करती है। घनिक चरण में, Ba2+ घन के केंद्र में स्थित होता है, जिसकी नाममात्र समन्वय संख्या 12 होती है। निम्न समरूपता चरण कम तापमान पर स्थिर होते है और Ti4+ को ऑफ-सेंटर स्थिति में ले जाते है। इस सामग्री के उल्लेखनीय गुण Ti4+ विकृतियों के सहकारी व्यवहार से उत्पन्न होते है।[1]

गलनांक के ऊपर, तरल की ठोस रूपों की तुलना में उल्लेखनीय रूप से भिन्न स्थानीय संरचना होती है, जिसमें अधिकांश Ti4+ टेट्राहेड्रल TiO4 इकाइयों में चार ऑक्सीजन के साथ समन्वित होते है, जो अधिक उच्च समन्वित इकाइयों के साथ सह-अस्तित्व में रहते है।[2]

उत्पादन और हैडलिंग गुण

स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) छवियों में BaTiO के कण दिखाई दे रहे है3. विभिन्न आकारिकी संश्लेषण स्थितियों (वर्षा, हाइड्रोथर्मल और सॉल्वोथर्मल संश्लेषण) पर निर्भर करती है: अग्रदूतों की एकाग्रता, प्रतिक्रिया तापमान और समय को बदलकर आकार और आकार भिन्न हो सकते है। रंग (यदि जोड़ा गया है) ग्रेस्केल स्तरों पर जोर देने में मदद करता है। सामान्यतः, जलीय घोल से वर्षा द्वारा बेरियम टाइटेनैट का संश्लेषण आकार के साथ गोलाकार आकार वाले कणों का उत्पादन करने की अनुमति देता है जिसे कुछ नैनोमीटर से लेकर कई सौ नैनोमीटर तक अभिकारकों की एकाग्रता को कम करके सिलवाया जा सकता है। बहुत कम सांद्रता पर कणों में वृक्ष के समान आकारिकी विकसित करने की प्रवृत्ति होती है, जैसा कि छवियों में बताया गया है।

बेरियम टाइटेनेट को अपेक्षाकृत सरल सोल-हाइड्रोथर्मल विधि द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है।[3] बेरियम टाइटेनेट को बेरियम कार्बोनेट और रंजातु डाइऑक्साइड को गर्म करके भी निर्मित किया जा सकता है। प्रतिक्रिया तरल चरण तंत्री के माध्यम से आगे बढ़ती है। पिघला हुआ पोटेशियम फ्लोराइड से लगभग 1100 डिग्री सेल्सियस पर एकल क्रिस्टल उगाए जा सकते है।[4] अन्य सामग्रियों को अधिकांशतः डोपेंट के रूप में जोड़ा जाता है, उदाहरण के लिए, स्ट्रोंटियम टाइटेनेट के साथ ठोस समाधान बनाने के लिए सीनियर। यह नाइट्रोजन ट्राइक्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया करता है और एक हरे या भूरे रंग का मिश्रण उत्पन्न करता है, मिश्रण के फेरोविद्युतीय गुण अभी भी इसी रूप में उपस्तिथ होते है।

कण आकृति विज्ञान और उसके गुणों के बीच संबंध का अध्ययन करने में अधिक प्रयास किए गए है। बेरियम टाइटेनेट कुछ सिरेमिक यौगिकों में से एक है जो असामान्य अनाज वृद्धि को प्रदर्शित करने के लिए जाना जाता है, जिसमें घनत्व और भौतिक गुणों पर गहरा प्रभाव के साथ बड़े आकार वाले अनाज महीन अनाज के मैट्रिक्स में बढ़ते है।[5] पूरी तरह से घने नैनोक्रिस्टलाइन बेरियम टाइटेनेट में उत्कृष्ट तरीके से तैयार की गई सामग्री की तुलना में 40% अधिक पारगम्यता होती है।[6] टिन में बेरियम टाइटेनेट के समावेशन को हीरे की तुलना में उच्च विस्कोलेस्टिक कठोरता के साथ एक थोक सामग्री का उत्पादन करने के लिए दिखाया जाता है। बेरियम टाइटेनेट दो चरण के संक्रमण से गुजरता है जो क्रिस्टल आकार और मात्रा को बदलता है। यह चरण परिवर्तन समग्र की ओर ले जाता है जहां बेरियम टाइटनेट्स में एक नकारात्मक बल्क मॉडुलस (यंग्स मॉडुलस) होता है, जिसका अर्थ है कि जब कोई बल समावेशन पर कार्य करता है, तो विपरीत दिशा में विस्थापन होता है, जो समग्र को और सख्त कर देता है।[7]

कई ऑक्साइड की तरह, बेरियम टाइटेनैट पानी में अघुलनशील होता है लेकिन सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा हमला किया जाता है। इसका बल्क रूम-तापमान ऊर्जा अंतराल 3.2 eV होता है, लेकिन यह ~3.5 eV तक बढ़ जाता है जब कण का आकार लगभग 15 से 7 एनएम तक कम हो जाता है।[8]

उपयोग

BaTiO में बनने वाले फेरोइलास्टिक डोमेन की स्कैनिंग ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी3 क्यूरी तापमान के माध्यम से ठंडा करने पर। शीर्ष बिंदु, जहां डोमेन बंडल मिलते है, आइसोमेट्रिक क्रिस्टल (शीर्ष) में केंद्र से आयताकार (नीचे) में ऑफ-सेंटर तक जाता है।[9]

बेरियम टाइटेनेट एक ढांकता हुआ सिरेमिक है जिसका उपयोग संधारित्र में किया जाता है, जिसमें ढांकता हुआ निरंतर मान 7,000 के बराबर होता है। एक संकीर्ण तापमान सीमा में, 15,000 तक के मान संभव होते है, सबसे आम सिरेमिक और बहुलक सामग्री 10 से कम होती है, जबकि अन्य, जैसे टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2) के मान 20 और 70 के बीच होती है।[10]

यह एक पीजोविद्युतीय सामग्री है जिसका उपयोग माइक्रोफ़ोन और अन्य ट्रांसड्यूसर में किया जाता है। कमरे के तापमान पर बेरियम टाइटेनेट एकल क्रिस्टल का सहज ध्रुवीकरण पहले के अध्ययनों में 0.15 C/m2 के बीच,[11] और हाल के प्रकाश में 0.26 C/m2,[12] और इसका क्यूरी तापमान 120 और 130 ° C के बीच होता है। अंतर विकास तकनीक से संबंधित होती है, पहले के फ्लक्स विकसित क्रिस्टल वर्तमान क्रिस्टल की तुलना में जौक्रैल्स्की प्रक्रिया के साथ कम शुद्ध होते है,[13] जिसके कारण एक बड़ा सहज ध्रुवीकरण और एक उच्च क्यूरी तापमान होता है।

एक पीजोविद्युतीय सामग्री के रूप में, इसे बड़े पैमाने पर लीड जिरकोनेट टाइटेनेट द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है, जिसे पीजेडटी के रूप में भी जाना जाता है। पॉलीक्रिस्टलाइन बेरियम टाइटेनैट में प्रतिरोध का एक सकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जो इसे थर्मिस्टर्स और स्व-विनियमन विद्युतीय गर्म प्रणाली के लिए उपयोगी सामग्री बनाता है।

बेरियम टाइटेनेट क्रिस्टल का उपयोग अरैखिक प्रकाश में किया जाता है। सामग्री में उच्च बीम-युग्मन लाभ होता है, और इसे दृश्य और निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर संचालित किया जाता है। इसमें स्व-पंप प्रकाशिक चरण संयुग्मन (एसपीपीसी) अनुप्रयोगों के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों की उच्चतम परावर्तकता होती है। इसका उपयोग मिलीवाट-रेंज प्रकाशिक पावर के साथ चार-लहर मिश्रण के लिए किया जाता है। प्रकाश अपवर्तक अनुप्रयोगों के लिए, बेरियम टाइटेनेट को विभिन्न अन्य तत्वों द्वारा डोप किया जाता है, उदाहरण लोहा।[14]

बेरियम टाइटेनेट की पतली फिल्में 40 गीगाहर्ट्ज़ से अधिक आवृत्तियों के लिए विद्युतीय-ऑप्टिक न्यूनाधिक प्रदर्शित करती है।[15]

बेरियम टाइटेनेट के पाइरोविद्युतीय और फेरोविद्युतीय गुणों का उपयोग थर्मल कैमरों के सेंसर में किया जाता है।

बेरियम टाइटेनेट का व्यापक रूप से थर्मिस्टर्स और सकारात्मक तापमान गुणांक ताप तत्वों में उपयोग किया जाता है। इन अनुप्रयोगों के लिए, सामग्री अर्धचालक गुणों को देने के लिए बेरियम टाइटेनेट को डोपेंट के साथ निर्मित किया जाता है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में मोटरों के लिए अत्यधिक सुरक्षा, प्रतिदीप्ति प्रकाश के लिए रोड़े, ऑटोमोबाइल केबिन हवा गर्म और उपभोक्ता अंतरिक्ष हीटर सम्मलित होते है।[16][17]

उच्च शुद्धता बेरियम टाइटेनेट पाउडर को विद्युतीय वाहनों में उपयोग के लिए नए बेरियम टाइटेनेट संधारित्र ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का एक प्रमुख घटक बताया गया है।[18]

उनकी उन्नत जैव-अनुकूलता के कारण, बेरियम टाइटेनेट नैनोपार्टिकल्स (बीटीएनपी) को हाल ही में वितरण के लिए नैनोकैरियर्स के रूप में नियोजित किया गया है।[19]

बेरियम टाइटेनेट सब्सट्रेट्स पर उगाई गई पतली फिल्मों में विशाल ऊर्जा के लिए मैग्नेटोविद्युतीय प्रभाव की सूचना दी गई है।[20][21]

प्राकृतिक घटना

बेरियोपेरोस्काइट BaTiO3 का एक बहुत ही दुर्लभ प्राकृतिक अनुरूप है, जो बेनिटोस में सूक्ष्म समावेशन के रूप में पाया जाता है।[22]

यह भी देखें

  • स्ट्रोंटियम टाइटेनेट
  • लेड जिरकोनेट टाइटेनेट

संदर्भ

  1. ↑ Manuel Gaudon. Out-of-centre distortions around an octahedrally coordinated Ti4+ in BaTiO3. Polyhedron, Elsevier, 2015, 88, pp.6-10. <10.1016/j.poly.2014.12.004>. <hal-01112286>
  2. ↑ Alderman O L G; Benmore C; Neuefeind J; Tamalonis A; Weber R (2019). "Molten barium titanate: a high-pressure liquid silicate analogue". Journal of Physics: Condensed Matter. 31 (20): 20LT01. Bibcode:2019JPCM...31tLT01A. doi:10.1088/1361-648X/ab0939. OSTI 1558227. PMID 30790768. S2CID 73498849.
  3. ↑ Selvaraj, M.; Venkatachalapathy, V.; Mayandi, J.; Karazhanov, S.; Pearce, J. M. (2015). "Preparation of meta-stable phases of barium titanate by Sol-hydrothermal method". AIP Advances. 5 (11): 117119. Bibcode:2015AIPA....5k7119S. doi:10.1063/1.4935645.
  4. ↑ Galasso, Francis S. (1973). Barium Titanate, BaTiO3. Inorganic Syntheses. Vol. 14. pp. 142–143. doi:10.1002/9780470132456.ch28. ISBN 9780470132456.
  5. ↑ Journal of Crystal Growth 2012, Volume 359, Pages 83-91, Abnormal Grain Growth
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  8. ↑ Cite error: Invalid <ref> tag; no text was provided for refs named bandgap
  9. ↑ Scott, J. F.; Schilling, A.; Rowley, S. E.; Gregg, J. M. (2015). "Some current problems in perovskite nano-ferroelectrics and multiferroics: Kinetically-limited systems of finite lateral size". Science and Technology of Advanced Materials. 16 (3): 036001. Bibcode:2015STAdM..16c6001S. doi:10.1088/1468-6996/16/3/036001. PMC 5099849. PMID 27877812.
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  20. ↑ Eerenstein, W.; Mathur, N. D.; Scott, J. F. (August 2006). "Multiferroic and magnetoelectric materials". Nature (in English). 442 (7104): 759–765. Bibcode:2006Natur.442..759E. doi:10.1038/nature05023. ISSN 1476-4687. PMID 16915279. S2CID 4387694.
  21. ↑ Rafique, Mohsin (May 2017). "Giant room temperature magnetoelectric response in strain controlled nanocomposites". Applied Physics Letters. 110 (20): 202902. Bibcode:2017ApPhL.110t2902R. doi:10.1063/1.4983357.
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बाहरी संबंध

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