Борат бария
| |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена
диборат бария, оксид бария-бора, метаборат бария
| |
| Идентификаторы | |
| |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.033.824 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| BaB 2 O 4 или Ba(BO 2 ) 2 | |
| Молярная масса | 222.95 |
| Появление | белый порошок или бесцветные кристаллы |
| Запах | без запаха |
| Плотность | 3,85 г/см 3 [1] |
| Температура плавления | 1095 ° C (2003 ° F; 1368 К) [2] |
| Растворимость в соляной кислоте | растворимый |
Показатель преломления ( n D )
|
n e = 1.5534, n o = 1.6776 |
| Структура | |
| Ромбоэдрический, hR126 [3] | |
| Р3с, № 161 | |
а = 1,2529 нм, с = 1,274 нм
| |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
| |
| Предупреждение | |
| H302 | |
| П264 , П270 , П301+П312 , П330 , П501 | |
| точка возгорания | Невоспламеняющийся |
| Паспорт безопасности (SDS) | Паспорт безопасности |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Борат бария — неорганическое соединение , борат бария BO с химической формулой BaB 2 O 4 или Ba( 2 ) 2 . Он доступен в виде гидратной или дегидратированной формы, в виде белого порошка или бесцветных кристаллов. Кристаллы существуют в высокотемпературной α-фазе и низкотемпературной β-фазе, сокращенно BBO ; обе фазы являются двулучепреломляющими , а BBO является распространенным нелинейно-оптическим материалом.
Борат бария был открыт и разработан Чэнь Чуантянем и другими сотрудниками Фуцзяньского института исследований структуры материи Китайской академии наук .
Характеристики
[ редактировать ]
Борат бария существует в трех основных кристаллических формах: альфа, бета и гамма. Низкотемпературная бета-фаза превращается в альфа-фазу при нагревании до 925 °C. β-борат бария (BBO) отличается от α-формы положением ионов бария внутри кристалла. Обе фазы являются двулучепреломляющими, однако α-фаза обладает центрической симметрией и, следовательно, не имеет таких же нелинейных свойств, как β-фаза. [4]
Альфа-борат бария, α-BaB 2 O 4, представляет собой оптический материал с очень широким окном оптического пропускания примерно от 190 до 3500 нм. Он имеет хорошие механические свойства и является подходящим материалом для мощной ультрафиолетовой поляризационной оптики . [5] может заменить кальцит , диоксид титана или ниобат лития в призмах Глана-Тейлора , призмах Глана-Томпсона , светоделителях Он и других оптических компонентах. Он имеет низкую гигроскопичность , а его твердость по шкале Мооса составляет 4,5. Порог его повреждения составляет 1 ГВт/см. 2 при 1064 нм и 500 МВт/см 2 при 355 нм. [1]
Бета-борат бария β-BaB 2 O 4 — нелинейно-оптический материал, прозрачный в диапазоне ~190–3300 нм. Его можно использовать для спонтанного параметрического преобразования с понижением частоты . по Твердость шкале Мооса также равна 4,5. [1] [2]
Гамма-борат бария, γ-BaB 2 O 4 , открытый недавно, был получен путем нагревания бета-бората бария до 900 °C под давлением 3 ГПа. Было обнаружено, что он имеет моноклинную кристаллическую структуру. [6]
Борат бария обладает сильным отрицательным одноосным двулучепреломлением и может быть синхронизирован по фазе для типа I ( ooe ) генерации второй гармоники в диапазоне от 409,6 до 3500 нм. Температурная чувствительность показателей преломления низкая, что приводит к необычно большой (55 °C) полосе температурного синхронизма. [2]
Хотя кристаллические фазы α и β окружающего давления содержат только тригональные, sp 2 гибридизированное, борное, стекло BBO содержит около 40% бора в тетраэдрах, sp 3 гибридизированные, сайты. В жидком состоянии относительные доли sp 2 и сп 3 бора зависят от температуры, при этом тригональная плоская координация предпочтительна при более высоких температурах. [7]
Синтез
[ редактировать ]Борат бария можно получить реакцией водного раствора борной кислоты с гидроксидом бария . Полученный γ-борат бария содержит кристаллизационную воду , которую невозможно полностью удалить сушкой при 120 °С. Обезвоженный γ-борат бария можно получить нагреванием до 300–400 °C. Прокаливание при температуре около 600–800 °C приводит к полному переходу в β-форму. ББО, приготовленный этим методом, не содержит следовых количеств BaB 2 O 2. [8]
Кристаллы BBO для нелинейной оптики можно вырастить из расплава бората бария, оксида и хлорида натрия . [9]
Тонкие пленки бората бария можно получить методом MOCVD из гидротри(1-пиразолил)бората бария(II). В зависимости от температуры осаждения могут быть получены различные фазы. [10] Тонкие пленки бета-бората бария можно получить методом золь-гель синтеза. [11]
Моногидрат бората бария получают из раствора сульфида бария и тетрабората натрия . Это белый порошок. Он используется в качестве добавки, например, к краскам, в качестве антипирена , ингибитора плесени и ингибитора коррозии . Он также используется в качестве белого пигмента .
Дигидрат бората бария получают из раствора метабората натрия и хлорида бария при температуре 90–95 °С. После охлаждения до комнатной температуры выпадает белый порошок. Дигидрат бората бария теряет воду при температуре выше 140 ° C. Его используют в качестве антипирена для красок, текстиля и бумаги. [12]
Приложения
[ редактировать ]BBO — популярный нелинейный оптический кристалл. Квантовые связанные фотоны можно получить с помощью бета-бората бария. Борат бария является бактерицидом и фунгицидом . [13] Его добавляют в краски, покрытия, клеи, пластмассы и бумажные изделия.
Борат бария устойчив к ультрафиолетовому излучению. Он может действовать как стабилизатор поливинилхлорида УФ - . [14]
Растворимость бората бария является недостатком при использовании его в качестве пигмента. кремнеземным Доступны порошки с покрытием. Щелочные свойства и анодные пассивирующие свойства ионов бората улучшают антикоррозионные характеристики. Обычно доступный пигмент метабората бария бывает трех сортов; Марка I представляет собой метаборат бария, марка II состоит из 27% оксида цинка , а марка III состоит из 18% оксида цинка и 29% сульфата кальция . Борат бария демонстрирует синергетический эффект с боратом цинка . [15]
Борат бария используется в качестве флюса в некоторых составах титаната бария и цирконата свинца EIA класса 2 диэлектрических керамических для керамических конденсаторов в количестве около 2%. Соотношение барий-бор имеет решающее значение для эффективности флюса; Содержание BaB 2 O 2 отрицательно влияет на характеристики флюса. [8] [16]
из бората бария и зольной пыли Стекло можно использовать в качестве радиационной защиты . Такие стекла по своим характеристикам превосходят бетонные и другие стекла из бората бария. [17]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Кристалл бората бария (a-BBO) . casix.com
- ^ Jump up to: а б с Кристаллы BBO — бета-борат бария и борат лития. Архивировано 12 февраля 2012 года в Wayback Machine . clevelandcrystals.com
- ^ Гуйцинь, Дай; Вэй, Линь; Ань, Чжэн; Цинчжэнь, Хуан; Цзинкуй, Лян (1990). «Тепловое расширение низкотемпературной формы BaB2O4». Журнал Американского керамического общества . 73 (8): 2526–2527. дои : 10.1111/j.1151-2916.1990.tb07626.x .
- ^ Никогосян, Д.Н. (1991). «Бета-борат бария (ББО)». Прикладная физика А. 52 (6): 359–368. Бибкод : 1991ApPhA..52..359N . дои : 10.1007/BF00323647 . S2CID 101903774 .
- ^ Альфа-борат бария . Родити.com. Проверено 15 января 2012 г.
- ^ Bekker, Tatyana B.; Podborodnikov, Ivan V.; Sagatov, Nursultan E.; Shatskiy, Anton; Rashchenko, Sergey; Sagatova, Dinara N.; Davydov, Alexey; Litasov, Konstantin D. (2022). "γ-BaB2O4: High-Pressure High-Temperature Polymorph of Barium Borate with Edge-Sharing BO4 Tetrahedra". Inorganic Chemistry . 61 (4). ACS Publications: 2340–2350. doi : 10.1021/acs.inorgchem.1c03760 . PMID 35040639 . S2CID 246054700 .
- ^ Олдерман, Оливер; Бенмор, Крис; Холланд, Дайан; Вебер, Рик (2023). «Изменение координации бора в расплавах и стеклах бората бария и его вклад в конфигурационную теплоемкость, энтропию и хрупкость» . Журнал химической физики . 158 (22): 224501. Бибкод : 2023JChPh.158v4501A . дои : 10.1063/5.0153282 . ПМИД 37290074 .
- ^ Jump up to: а б Росс, Сидни Д. «Приготовление бората бария», патент США № 4 897 249, выданный 30 января 1990 г.
- ^ Гуальтьери, Девлин М.; Чай, Брюс Х.Т. «Высокотемпературный рост бората бария (BaB2O4)» в США, патент № 4 931 133, выданный 5 июня 1990 г.
- ^ Маландрино, Г.; Ло Нигро, Р.; Фрагала, Иллинойс (2007). «Путь MOCVD к получению тонких пленок бората бария из предшественника гидро-три(1-пиразолил)бората бария». Химическое осаждение из паровой фазы . 13 (11): 651. doi : 10.1002/cvde.200706611 .
- ^ К. Лу; С. С. Димов и Р. Х. Липсон (2007). «Золь-гель-осаждение качественных тонких пленок β-бората бария с помощью поли(винилпирролидона) для фотоники». хим. Мэтр . 19 (20): 5018. doi : 10.1021/cm071037m .
- ^ Перри, Дейл Л.; Филлипс, Сидни Л., ред. (1995). Справочник неорганических соединений . Бока-Ратон: CRC Press. п. 3. ISBN 978-0-8493-8671-8 .
- ^ Генри Уорсон; Калифорния Финч (2001). Применение латексов из синтетической смолы: Латексы в поверхностных отливках: эмульсионные краски . Джон Уайли и сыновья. стр. 885–. ISBN 978-0-471-95461-3 . Проверено 15 января 2012 г.
- ^ Коскиниеми, Марк С. «Пироборат кальция как микробицид для пластмасс», патент США 5 482 989, выданный 09.01.1996.
- ^ СП Колеске (1995). Руководство по испытаниям красок и покрытий: четырнадцатое издание справочника Gardner-Sward . Том. 17. АСТМ Интернешнл. ISBN 978-0-8031-2060-0 .
- ^ К. Сингх; Индуркар, Аруна (1988). «Диэлектрики цирконата свинца, связанного со стеклом из бората бария» (PDF) . Бык. Матер. Наука . 11:55 . дои : 10.1007/BF02744501 . S2CID 97981458 .
- ^ Сингх, Сукхпал; Кумар, Ашок; Сингх, Девиндер; Подумайте, Кулвант Сингх; Мудахар, Гурмель С. (2008). «Бариево-боратно-фляш-стекла: как материалы для радиационной защиты». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях . Секция Б. 266 (1): 140. Бибкод : 2008НИМПБ.266..140С . дои : 10.1016/j.nimb.2007.10.018 .