Titanato di bario: Struttura e Proprietà
Il titanato di bario, con formula BaTiO3, è un composto inorganico ottenuto attraverso la reazione di riscaldamento del biossido di titanio TiO2 e del carbonato di bario BaCO3. Si presenta sotto forma di una polvere bianca con una struttura cristallina perovskitica, variante in base alla temperatura.
Struttura Cristallina
A diverse temperature, il titanato di bario presenta 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 struttura perovskitica è caratterizzata da un’organizzazione cubica compatta di Ba2+ e O2-, con Ti4+ collocato in siti ottaedrici.
Il titanato di bario è classificato come cristallo ferroelettrico, caratterizzato da una polarizzazione residua anche dopo la rimozione del campo elettrico esterno, noto come fenomeno di ferroelettricità.
Proprietà e Utilizzi
Il titanato di bario puro mostra una resistività di circa 1012 Ω∙cm a temperatura ambiente, comportandosi come un isolante elettrico. Tuttavia, se dopato con elementi come scandio, ittrio, neodimio e samario, la resistività diminuisce a circa 103 Ω∙cm. Ciò 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 exhibisce un effetto fotorifrattivo, causando variazioni locali dell’indice di rifrazione quando esposto alla luce. Questa proprietà è sfruttata in applicazioni ottiche come specchi a coniugazione di fase, calcolatori ottici, interruttori ottici, ologrammi dinamici e memorie olografiche.
Il titanato di bario mostra inoltre il fenomeno della piezoelettricità, in cui l’applicazione di pressione lungo una direzione specifica porta alla separazione di cariche elettriche. È insolubile in acqua e alcali ma si dissolve in diversi acidi, come acido cloridrico, acido fluoridrico e acido solforico.
In complesso, il titanato di bario possiede interessanti proprietà fisiche e elettriche che lo rendono utile in una varietà di applicazioni tecnologiche e industriali.