Was ist Lithiumtantalat?
Lithiumtantalat, auch bekannt als Lithiumtantaltrioxid, ist ein ferroelektrisches Material mit einer triklinen, ilmenitartigen Struktur.
Lithiumtantalat-Einkristalle werden aufgrund ihrer relativ geringen Kosten und ihrer hervorragenden optischen Eigenschaften als verschiedene optische Elemente eingesetzt, die nichtlineare optische und elektrooptische Effekte nutzen.
Insbesondere werden Lithiumtantalat-Wellenlängenwandler als wichtige Komponenten für grüne Hochleistungslaser in optischen Geräten wie Laserprojektoren und Laserdisplays verwendet.
Anwendungen von Lithiumtantalat
Lithiumtantalat-Einkristalle haben piezoelektrische, pyroelektrische und nichtlineare optische Effekte. Diese Eigenschaften werden in einer Vielzahl von Bereichen genutzt, darunter Elektrooptik und Kernfusion. Typische Beispiele sind.
1. Akustische Oberflächenwellenfilter (SAW)
Surface Acoustic Wave (SAW)-Filter sind Substrate, die für piezoelektrische Elemente in frequenzselektiven Filtern in Mobiltelefonen und Fernsehgeräten verwendet werden. Ein dünner Film aus piezoelektrischem Material oder eine regelmäßige Kamm-Elektrode, die auf dem Substrat gebildet wird, ermöglicht die Extraktion von elektrischen Signalen in einem bestimmten Frequenzband.
Die Mittenfrequenz und die Bandbreite können durch die Strukturperiode der Kamm-Elektrode (IDT) und die physikalischen Eigenschaften des piezoelektrischen Materials und der Elektroden bestimmt werden.
2. Piezoelektrische Elemente
Piezoelektrische (piezoelektrische) Elemente sind Elemente mit piezoelektrischem Effekt, bei denen durch Druck eine Spannung erzeugt wird. Piezoelektrische Elemente haben auch die Eigenschaft, sich zu verformen, wenn eine Spannung angelegt wird.
Unter normalen Bedingungen wird keine Spannung erzeugt, da die Ionen in der Luft adsorbiert werden und die Ladungen auf der Kristalloberfläche neutralisiert werden. Wird von außen Druck ausgeübt und der Kristall verformt, ändert sich der Polarisationszustand, und es wird eine Spannung erzeugt.
Zu den Anwendungen für piezoelektrische Elemente gehören Gasherde, Feuerzeuge, Vibrationssensoren, Tintenstrahldrucker, piezoelektrische Lautsprecher, Piezotreiber und Aktuatoren. Sie werden auch als Bodenstromerzeugungssysteme entwickelt.
3. Wellenlängenumwandlungselemente
Wellenlängenkonversionselemente sind Elemente, die die Wellenlänge des Laserlichts umwandeln. Durch den Einsatz eines Wellenlängenkonverters kann die Wellenlänge des Lichts so umgewandelt werden, dass sie der gewünschten Emissionswellenlänge des verwendeten Lasers entspricht.
Wenn Lithiumtantalat als Wellenlängenkonversionselement verwendet wird, können grüne Hochleistungslaser erzielt werden.
4. Pyroelektrische Materialien
Pyroelektrizität ist ein Phänomen, bei dem sich die Polarisation eines Derivats bei einer Temperaturänderung ändert. Lithiumtantalat, das einem Poling-Prozess (Ausrichtung der Polarisation in eine Richtung unter reduziertem Druck) unterzogen wurde, ist pyroelektrisch und erzeugt Röntgenstrahlen, wenn die Temperatur geändert wird.
Nach Berichten von B. Naranjo et al. ist es auch zur Kernfusion fähig und die Forschung zur Erzeugung von Neutronen ist aktiv.
Eigenschaften von Lithiumtantalat
Lithiumtantalat ist ein weißes Pulver mit der chemischen Formel LiTaO3, dem Molekulargewicht 235,9 und der CAS-Nummer 12031-66-2.
Es hat einen Schmelzpunkt von 1650 °C, ist nicht brennbar und thermisch sehr stabil. Es ist unlöslich in Wasser und es gibt derzeit keine Informationen über gefährliche Unverträglichkeitsstoffe.
Gefährliche Zersetzungsprodukte sind Lithiumoxid und Tantaloxid. Es gibt keine Angaben zur Abbaubarkeit, Gefährlichkeit für Wasserorganismen oder Meeresverschmutzung.
Weitere Informationen zu Lithium-Tantalat
1. Sicherheit
Das Produkt ist nicht gefährlich und hat keine relevante GHS-Einstufung. Da es sich um einen nicht brennbaren Stoff handelt, gibt es für Lithiumtantalat keine besonderen Überlegungen beim Löschen eines Brandes.
Das Produkt kann sicher in verschlossenen Behältern und an einem trockenen, kühlen und dunklen Ort gelagert werden.
2. Handhabungsmethoden
Der Arbeitsbereich muss mit einem Verschluss der Emissionsquelle oder einer Absaugung, z. B. einem lokalen Absaugsystem, ausgestattet sein, wenn die Möglichkeit einer Staubentwicklung besteht. Die Arbeitnehmer sollten Atemschutz, staubdichte Atemschutzmasken, Schutzbrillen, Schutzmasken (Katastrophenschutzmasken), Schutzhandschuhe und erforderlichenfalls Schutzkleidung, Stiefel, Schürzen und Armschoner tragen.
Derzeit sind keine Auswirkungen auf den menschlichen Körper bestätigt, aber es gibt nur wenige frühere Informationen und viele unbekannte Punkte. Der Kontakt mit dem menschlichen Körper und das Verschlucken müssen vermieden werden.