Qu’est-ce que le titanate de strontium ?
Le titanate de strontium est un oxyde composite de strontium et de titane.
Il est également connu sous le nom de trioxyde de titane (IV) et de strontium. Bien que le titanate de strontium soit une pierre artificielle, la tauzonite est un minéral naturel dont la composition chimique est similaire. Le titanate de strontium était autrefois considéré comme un substitut du diamant.
Bien que sa dureté Mohs de 6 soit inférieure à celle du diamant (dureté Mohs de 10), il était apprécié pour sa brillance (éclat), qui est 4,3 fois supérieure à celle du diamant, et pour son feu (apparence de la lumière dispersée dans le spectre des couleurs).
Utilisations du titanate de strontium
1. Principales applications actuelles
Le titanate de strontium est un matériau largement utilisé comme substrat pour les couches minces ferroélectriques et supraconductrices, en raison de sa structure perovskite typique. Dans la recherche appliquée, il occupe une position importante en tant que substrat pour les dispositifs Josephson et les SQUID (dispositifs d’interférence quantique supraconducteurs).
Il est également utilisé comme matériau pour les condensateurs céramiques, en raison de ses excellentes propriétés diélectriques et thermoélectriques, et pour les varistances, les capteurs et les éléments thermoélectriques, car il peut être facilement converti en semi-conducteurs avec des additifs tels que le niobium.
2. Applications futures
Ces dernières années, le titanate de strontium est l’un des matériaux les plus intéressants en tant que photocatalyseur produisant de l’hydrogène. En raison de sa grande stabilité sous irradiation lumineuse et de son fort pouvoir de photoréduction, il est étudié en tant que photocatalyseur pour la production d’hydrogène en utilisant uniquement la lumière du soleil.
Il est également activement développé en tant que nouveau substrat aux propriétés métalliques, bien qu’il s’agisse d’un oxyde de type pérovskite de haute qualité, en raison de son potentiel pour des applications nouvelles et sans précédent.
Propriétés du titanate de strontium
1. Propriétés physiques
Le titanate de strontium est un solide blanc dont la formule chimique est SrTiO3. Il a un poids moléculaire de 183,5 et est enregistré sous le numéro CAS 12060-59-2. Son point de fusion est d’environ 1 900 °C, sa densité est de 5,1 g/cm3 et aucune donnée sur l’inflammabilité ou les propriétés oxydantes n’est disponible.
Le système cristallin est cubique, la constante de réseau est a = 0,3905 nm et il est cultivé par la méthode de Bernoulli. La constante diélectrique est de 310 (27°C, 1MHz) et le coefficient de dilatation thermique est de 11,1×10-6/°C (de la température ambiante à 1 000°C). La température de transition de phase est de 110 K et l’indice de réfraction est de 2,407 (à 589 nm).
2. Propriétés chimiques
Insoluble dans l’eau et dans la plupart des solvants, stable à la température ambiante scellée. Les agents oxydants forts et les acides forts sont spécifiés comme des substances dangereuses mélangées et le contact doit être évité pendant l’utilisation.
À température ambiante, il s’agit d’un cristal cubique incolore avec une structure de type pérovskite, mais en dessous de 110 K, il est tétragonal. Lorsqu’il est chauffé à haute température, il perd une partie de son oxygène, devient noir et devient conducteur d’électricité, et présente des propriétés piézoélectriques à basse température.
Il est ininflammable et non dangereux au sens de la loi sur les services de lutte contre l’incendie. En cas d’incendie, il convient d’éteindre le feu conformément aux méthodes d’extinction applicables aux autres substances dangereuses, car il n’existe aucune restriction en matière de méthodes d’extinction.
Autres informations sur le titanate de strontium
1. Sécurité
Matière non dangereuse sans effet connu sur la santé humaine, mais il convient de porter un équipement de protection individuelle approprié pour éviter l’exposition des travailleurs. En cas de contact avec la peau ou les yeux, laver immédiatement à l’eau courante et consulter un médecin si la douleur persiste.
Lors du travail, travailler dans des zones avec une ventilation locale par aspiration ou dans des zones bien ventilées et prendre des mesures pour éviter le contact direct avec la substance et l’inhalation de vapeurs et de poussières. Aucun danger pour l’environnement aqueux, aucune toxicité pour les poissons, aucun effet sur l’accumulation ou sur le sol n’a été identifié à ce jour. Lors de son élimination, le produit doit être traité par un entrepreneur spécialisé.
2. Bande interdite
La bande interdite désigne la région de la structure de bande d’un cristal où les électrons ne peuvent exister (bande interdite). Les conducteurs typiques sans bande interdite sont les matériaux métalliques tels que le fer, le cuivre, l’argent, l’or et l’aluminium.
Le titanate de strontium est un isolant à transition indirecte dont la bande interdite est de 3,2 eV. À température ambiante, il ne présente pas de fluorescence lorsqu’il est excité par la lumière UV, mais lorsqu’il est excité à basse température, les électrons et les trous forment un état autolié et émettent de la lumière à 500 nm en raison de leur couplage.