¿Qué es el Titanato de Bario?
El titanato de bario es un compuesto inorgánico sintético con estructura de perovskita.
Es un sólido blanco a temperatura ambiente con un punto de fusión de 1.625 °C y una densidad de 6,02 g/㎤.
Usos del Titanato de Bario
El titanato de bario, también conocido como “cerámica de titanato de bario”, tiene propiedades piezoeléctricas y piroeléctricas, así como propiedades dieléctricas, que provocan la polarización interna y la acumulación de electricidad cuando se aplica tensión. Los condensadores cerámicos se utilizan como materiales para componentes electrónicos como condensadores cerámicos, elementos piezoeléctricos, termistores, varistores, etc. Los condensadores cerámicos se utilizan como condensadores cerámicos multicapa (MLCC), que consisten en capas alternas de electrodos internos y capas dieléctricas con titanato de bario como componente principal. Los avances en la tecnología MLCC han permitido miniaturizar dispositivos como los teléfonos móviles.
Los elementos piezoeléctricos son componentes electrónicos que cambian su carga interna bajo presión física o vibran cuando se les aplica tensión. Se utilizan en encendedores electrónicos y altavoces.
Los termistores son componentes electrónicos que utilizan la piroelectricidad para cambiar su carga eléctrica interna como resultado de cambios de temperatura. Se utilizan en sensores de temperatura y control de temperatura de calentadores.
Propiedades del Titanato de Bario
El titanato de bario es un compuesto con la fórmula química BaTiO3 y tiene una constante dieléctrica alta, un factor de pérdida dieléctrica alto y un índice de refracción alto. La temperatura de Curie (Tc) es de unos 130 °C y en Tc se produce una transición de fase de paraeléctrico a ferroeléctrico. La ferroelectricidad está fuertemente influenciada por defectos atómicos y mezclas de impurezas.
Estructura del Titanato de Bario
La estructura cristalina del titanato de bario cambia de bajas a altas temperaturas en el orden de romboédrica, ortorrómbica, tetragonal y cúbica. De éstos, el cristal tetragonal a temperatura ambiente es un material ferroeléctrico, mientras que el cristal cúbico a altas temperaturas (por encima de 120°C) es un material de importancia industrial como material paraeléctrico.
Tiene una estructura de perovskita, con iones Ba en los vértices de la red unitaria, iones O en los centros de las caras e iones Ti en los centros de los cuerpos. En el titanato de bario, cada ion se polariza ligeramente fuera de su posición normal incluso en ausencia de campo eléctrico. Este fenómeno se denomina polarización espontánea. Como la dirección de la polarización se invierte mediante un campo eléctrico externo, se denomina ferroeléctrico. También se denomina “ferroeléctrico displacivo” porque la ferroelectricidad se desarrolla como resultado de una mutación iónica.
Más Información sobre el Titanato de Bario
Métodos de Producción del Titanato de Bario
1. Método de Reacción en Fase Sólida
El carbonato de bario y el dióxido de titanio se mezclan en húmedo, se filtran, se secan, se granulan y se moldean y, a continuación, se sinterizan y se pulverizan. El carbonato de bario se prepara a partir de sulfuro de bario, cloruro de bario e hidróxido de bario. Hay que tener cuidado cuando se adultera el estroncio, ya que desplaza el punto de Curie hacia el lado de la temperatura más baja.
El dióxido de titanio se prepara por el proceso del ácido sulfúrico o por el proceso del cloro. En el método del ácido sulfúrico, el óxido de titanio se obtiene añadiendo ácido sulfúrico al mineral de titanio FeTiO3 para producir TiOSO3 y, a continuación, cociendo el ácido metatitánico resultante (TiO(OH)2) con amoníaco. En el método del cloro, el cloro del tetracloruro de titanio se sustituye por oxígeno para obtener óxido de titanio.
2. Método del Oxalato
La reacción de cloruro de bario, tetracloruro de titanio y ácido oxálico produce oxalato de titanilo de bario (BaTiO(C2O4)2). La descomposición térmica produce titanato de bario. Este método permite sintetizar industrialmente titanato de bario de gran pureza.
3. Método del Ccido Cítrico
El titanato de bario se obtiene por descomposición térmica de BaTi(C6H6O7)3・6H2O preparado haciendo reaccionar una solución acuosa de citrato de bario y citrato de titanio.。
4. Método de Síntesis Hidrotermal
El titanato de bario se obtiene calentando hidróxido de bario y sales hidrosolubles de ácido metatitánico (TiO(OH)2) a presión ambiente. El procesamiento a alta temperatura y presión produce titanato de bario con una buena estrella cristalina.
5. Método Sol-Gel
El titanato de bario se obtiene mezclando gel de hidróxido de bario y sol de titanio, secando, sinterizando y moliendo. Adecuado para la preparación de materiales compuestos.
6. Método del Alcóxido
El titanato de bario se obtiene mezclando rápidamente alcóxido de titanio e hidróxido de bario en un mezclador de chorro, calentando a continuación bajo flujo anular y cristalizando el precipitado formado.