Natriumvismuttitanat

Natriumvismuttitanat eller vismutnatriumtitanoxid (NBT eller BNT) är en fast oorganisk förening av natrium , vismut , titan och syre med den kemiska formeln Na _0,5 Bi _0,5 TiO ₃ eller Bi _0,5 Na _0,5 TiO ₃ . Denna förening antar perovskitstrukturen .

Syntes

Na _0,5 Bi _0,5 TiO ₃ är inte ett naturligt förekommande mineral och flera syntesvägar för att erhålla föreningen har utvecklats. Det kan lätt framställas genom fast tillståndsreaktion mellan Na ₂ CO ₃ , Bi ₂ O ₃ och TiO ₂ vid temperaturer runt 850 °C.

Strukturera

Den exakta rumstemperaturkristallstrukturen för natriumvismuttitanat har varit en diskussionsfråga i flera år. Tidiga studier på 1960-talet med användning av röntgendiffraktion föreslog Na _0,5 Bi _0,5 TiO ₃ att anta antingen en pseudo-kubisk eller en romboedrisk kristallstruktur . År 2010, baserat på högupplösta enkristallröntgendiffraktionsdata, föreslogs en monoklinisk struktur ( rymdgrupp Cc). Vid uppvärmning omvandlas Na _0,5 Bi _0,5 TiO _{3 vid 533 ± 5 K till en} tetragonal struktur (rymdgrupp P4bm) och över 793 ± 5 K till kubisk struktur (rymdgrupp Pm 3 m).

Fysikaliska egenskaper

Na _0,5 Bi _0,5 TiO ₃ är en relaxor ferroelektrisk . Dess optiska bandgap rapporterades vara i 3,0–3,5 eV.

Ansökningar

Olika fasta lösningar med tetragonala ferroelektriska perovskiter inklusive BaTiO ₃ , Bi _0,5 K _0,5 TiO ₃ har utvecklats för att erhålla morfotropa fasgränser för att förbättra de piezoelektriska egenskaperna hos Na _0,5 Bi _0,5 TiO ₃ . Den utomordentligt stora belastningen som genereras av en fältinducerad fasövergång i natriumvismuttitanatbaserade fasta lösningar fick forskare att undersöka dess potential som ett alternativ till blyzirkonattitanat för ställdonstillämpningar .

Vidare läsning

Blyfri Piezoelectrics, Ed. Shashank Priya och Sahn Nahm, (2012), Springer-Verlag, New York. doi : 10.1007/978-1-4419-9598-8 .