チタン酸バリウム（Barium Titanate, BaTiO₃）材料と供給

チタン酸バリウム（Barium Titanate, BaTiO₃）材料と供給

チタン酸バリウム（Barium Titanate, BaTiO₃）は、強誘電体を示すペロブスカイト構造を持つ無機化合物です。また、チタン酸バリウム（BaTiO3）は、圧電効果と光屈折特性を示すセラミック素材です。粉末形態では、sol-hydrothermal法または炭酸バリウムと酸化チタンを加熱して合成することができます。高温では、溶融フッ化カリウムから単結晶を成長させることができます。

チタン酸バリウム（Barium Titanate, BaTiO₃）の生産および取り扱い特性

チタン酸バリウムは、比較的簡単なゾル-水熱法で合成できます。チタン酸バリウムは、炭酸バリウムと二酸化チタンを加熱して製造することもできます。単結晶は、溶融フッ化カリウムから約1100°Cで成長させることができます。チタン酸ストロンチウムと固溶体を形成するために、さまざまな材料が添加されます。三塩化窒素と反応し、緑がかったまたは灰色の混合物を生成します。

チタン酸バリウム（Barium Titanate, BaTiO₃）の粒子の形態とその特性との関係を研究は多くあります。チタン酸バリウムは、異常な粒子成長を示すことが知られている数少ないセラミック化合物の1つです。大きなファセット粒子がより細かい粒子のマトリックスで成長し、緻密化と物理的特性に大きな影響を及ぼします。完全に高密度のナノ結晶チタン酸バリウムは、従来の方法で調製された同じ材料よりも40％高い誘電率を持っています。チタン酸バリウムの含有物をスズに添加すると、ダイヤモンドよりも粘弾性剛性が高いバルク材料が生成されます。チタン酸バリウムは、結晶の形状と体積を変化させる2つの相転移を経ます。この相変化にそのため、よりチタン酸バリウムが負の体積弾性率（ヤング率）を持つ複合材料が生成されます。つまり、力が介在物に作用すると、反対方向に変位し、複合材料がさらに硬化します。

多くの酸化物と同様に、チタン酸バリウムは水に溶けませんが、硫酸によって攻撃されます。そのバルクの室温バンドギャップは3.2eVですが、粒子サイズが約15nmから7nmに減少すると約3.5eVに増加します。

用途

チタン酸バリウムはコンデンサに使われる誘電体セラミックで、誘電率は7,000に達する。 狭い温度範囲で15,000個の値が可能です。ほとんどの一般的なセラミックとポリマー材料は10個未満ですが、二酸化チタン（TiO2）のような他の材料は20~70個の値を持ちます。

マイクなどのトランスデューサーに使用される圧電材料です。以前の研究では0.15C / m2、最近の出版物では0.26 C / m2の室温範囲でのチタン酸バリウム単結晶の自発分極、およびそのキュリー温度は120〜130°Cです。温度範囲は、成長技術に関連しており初期のフラックス成長結晶は、チョクラルスキー法で成長した現在の結晶よりも純度が低いため、自発分極が大きくキュリー温度が高くなります。

圧電材料として、PZTとしても知られるチタン酸ジルコン酸鉛に大部分が置き換えられます。多結晶チタン酸バリウムは正の抵抗温度係数を持っているため、サーミスタや自動調整式電気加熱システムに有用な材料になります。

チタン酸バリウム結晶は、非線形光学で使用されています。この材料はビーム結合ゲインが高く、可視および近赤外波長で動作させることができます。セルフポンプ位相共役（SPPC）アプリケーションに使用される材料の中で最も高い反射率を備えています。ミリワット範囲の光パワーでの連続波4光波混合に使用できます。フォトリフラクティブ用途の場合、チタン酸バリウムは他のさまざまな元素でドープできます。

チタン酸バリウムの薄膜は、40GHzを超える周波数への電気光学変調を示します。

チタン酸バリウムの焦電特性と強誘電特性は、サーマルカメラ用の一部のタイプの非冷却センサーで使用されます。高純度チタン酸バリウム粉末は、電気自動車で使用するための新しいチタン酸バリウムコンデンサエネルギー貯蔵システムの重要なコンポーネントとして報告されています。生体適合性が高いため、最近、チタン酸バリウムナノ粒子（BTNP）がドラッグデリバリー用のナノキャリアの材料として利用されています。

チタン酸バリウム(Barium Titanate)の特徴と研究

チタン酸バリウムは硫酸と塩酸を含むいくつかの酸に溶解する性質を持ち、水やアルカリには溶解しません。外部電場（強誘電性）がない状態での自発的な電気陽極化の性質があって、主に電子および電気光学装置に使用されます。また、マイク、音響エミッタ、コンデンサ、コンバータなどのセンサやアクチュエータの圧電材料としてよく使用されます。室温で優れた電気特性を持ち、機械的および化学的に安定しており、比較的製造が容易です。これらの特徴があって、チタン酸バリウムが最も研究されたペロブスカイトの一つです。

チタン酸バリウム(Barium Titanate)の規格と仕様

Physical Properties

Density ( g cm-3 ) 5.8-6.0

Barium Titanate Powder

Max. Particle size : 6micron, Condition : Perovskite

Max. Particle size : 45micron, Purity : 98.0%

Barium Titanate Sputtering Target

Thickness : 3.175mm, Condition : Perovskite

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