Titanato di bario: struttura, proprietà

Titanato di bario: Struttura e Applicazioni Tecnologiche

Il titanato di bario, con la formula chimica BaTiO₃, è un composto inorganico che si ottiene mediante la reazione di riscaldamento del biossido di titanio TiO₂ e del carbonato di bario BaCO₃. Presenta una forma polverosa bianca e una struttura cristallina perovskitica, che varia a seconda della temperatura.

Struttura Cristallina

A diverse temperature, il titanato di bario assume diverse strutture cristalline: cubica (tra 120 e 1460°C), tetragonale (tra 5 e 120°C), ortorombica (tra -90 e 5°C) e romboedrica (a temperature inferiori a -90°C). La sua struttura perovskitica è caratterizzata da un’organizzazione cubica compatta di Ba²⁺ e O^2-, con Ti⁴⁺ posizionato in siti ottaedrici.

Il titanato di bario è considerato un cristallo ferroelettrico, in quanto mantiene una polarizzazione residua anche dopo la rimozione di un campo elettrico esterno, noto come fenomeno della ferroelettricità.

Proprietà e Applicazioni

Il titanato di bario puro ha una resistività di circa 10¹² Ω∙cm a temperatura ambiente, agendo come isolante elettrico. Tuttavia, se dopato con elementi come scandio, ittrio, neodimio e samario, la resistività diminuisce a circa 10³ Ω∙cm. Questa variazione rende il materiale adatto per l’utilizzo in dispositivi switching e termistori, in cui la resistività varia con la temperatura.

Inoltre, il titanato di bario manifesta un effetto fotorifrattivo, che provoca variazioni locali dell’indice di rifrazione quando esposto alla luce. Questa caratteristica trova applicazione in dispositivi ottici come specchi a coniugazione di fase, calcolatori ottici, interruttori ottici, ologrammi dinamici e memorie olografiche.

Il titanato di bario presenta anche proprietà di piezoelettricità, in cui l’applicazione di pressione lungo una direzione specifica porta alla separazione di cariche elettriche. Il composto è insolubile in acqua e alcali ma si scioglie in vari acidi come l’acido cloridrico, l’acido fluoridrico e l’acido solforico.

Complessivamente, il titanato di bario vanta proprietà fisiche ed elettriche importanti che lo rendono prezioso in diverse applicazioni tecnologiche e industriali. Per ulteriori dettagli sulle sue caratteristiche e sui suoi utilizzi, è possibile approfondire la ricerca in settori specifici dell’ingegneria e della scienza dei materiali.