Сложный оксид

Кристаллическая структура оксида висмута, стронция, кальция, меди, высокотемпературного сверхпроводника и сложного оксида.

Сложный оксид — это химическое соединение, содержащее кислород и как минимум два других элемента (или кислород и еще один элемент, находящийся как минимум в двух степенях окисления ). ^{[ 1 ]} Сложные оксидные материалы отличаются широким спектром магнитных и электронных свойств, таких как ферромагнетизм , сегнетоэлектричество и высокотемпературная сверхпроводимость . Эти свойства часто обусловлены их сильно коррелированными электронами на d- или f- орбиталях .

Естественное явление

Многие минералы, обнаруженные в земле, представляют собой сложные оксиды. Обычно изучаемые семейства минеральных кристаллов включают шпинели и перовскиты .

Приложения

Сложные оксидные материалы используются в различных коммерческих целях.

Магниты

Магниты из сложного оксида феррита обычно используются в трансформаторов сердечниках и в индукторах . ^{[ 2 ]} Ферриты идеально подходят для этих целей, поскольку они магнитны, электроизолируют и недороги.

Преобразователи и приводы

Пьезоэлектрические преобразователи и приводы часто изготавливаются из сложного оксида PZT ( цирконат-титанат свинца ). ^{[ 3 ]} Эти преобразователи используются в таких приложениях, как ультразвуковая визуализация и некоторые микрофоны . ЦТС также иногда используется для пьезорозжига в зажигалках и газовых грилях .

Конденсаторы

Сложные оксиды являются доминирующим диэлектрическим материалом в керамических конденсаторах . ^{[ 4 ]} Ежегодно производится около одного триллиона керамических конденсаторов для использования в электронном оборудовании.

Топливные элементы

Твердооксидные топливные элементы часто используют сложные оксидные материалы в качестве электролитов , анодов и катодов . ^{[ 5 ]}

Ювелирные изделия из драгоценных камней

Многие драгоценные камни, такие как изумруд и топаз , представляют собой сложные оксидные кристаллы. Исторически некоторые сложные оксидные материалы (такие как титанат стронция , иттрий-алюминиевый гранат и гадолиний-галлиевый гранат ) также синтезировались в качестве недорогих имитаторов алмаза , хотя после 1976 года их в основном затмил кубический цирконий .

Новые электронные устройства

По состоянию на 2015 год проводятся исследования по коммерциализации сложных оксидов в новых видах электронных устройств, таких как ReRAM , FeRAM и мемристоры . Сложные оксидные материалы также исследуются на предмет их использования в спинтронике .

Еще одним потенциальным применением сложных оксидных материалов являются сверхпроводящие линии электропередачи . ^{[ 7 ]} Несколько компаний инвестировали в пилотные проекты, но технология не получила широкого распространения.

Обычно изучаемые сложные оксиды

Титанат бария ( мультиферроик )
Феррит висмута (мультиферроик)
Оксид висмута, стронция, кальция, меди (высокотемпературный сверхпроводник)
Алюминат лантана ( изолятор с высокой диэлектрической способностью )
Лантан-стронциевый манганит (материал, обладающий колоссальным магнитосопротивлением )
Цирконат-титанат свинца ( пьезоэлектрический материал)
Титанат стронция с высокой диэлектрической проницаемостью ( полупроводник )
Оксид иттрия, бария, меди ( высокотемпературный сверхпроводник )

См. также

Ссылки

^ Исихара, Тацуми (2009). Оксид перовскита для твердооксидных топливных элементов . Топливные элементы и водородная энергетика (1-е изд.). Спрингер США. п. 1. дои : 10.1007/978-0-387-77708-5 . ISBN 978-0-387-77708-5 .
^ Гольдман, Алекс (2006). «Применение и функции ферритов». Современные ферритовые технологии (2-е изд.). Спрингер США. стр. 217–226. дои : 10.1007/978-0-387-29413-1_8 . ISBN 978-0-387-28151-3 .
^ «Что такое «ЦЗТ»?» . Американский пьезо . АПК Интернешнл, ООО . Проверено 19 июня 2015 г.
^ Хо, Дж.; Джоу, ТР; Боггс, С. (2010). «Историческое введение в конденсаторную технику» . Журнал IEEE по электроизоляции . 26 : 20–25. дои : 10.1109/MEI.2010.5383924 . S2CID 23077215 . [1] Архивировано 5 декабря 2016 г. на Wayback Machine.
^ «Катодный порошок лантана-стронция-кобальта» . Материалы топливных элементов . Проверено 19 июня 2015 г.
^ «Кулон | Виктория и Альберта. Поиск в коллекциях» . Музей Виктории и Альберта . Предоставлено дамой Джоан Эванс . Проверено 30 января 2014 г. {{cite web}}: CS1 maint: другие ( ссылка ) Номер музейного экспоната М.138-1975
^ «Сверхпроводниковые кабельные системы» . АМСК.

Внешние ссылки

Материаловедение: Введите оксиды , Природа. (требуется подписка)
Физика конденсированного состояния: горят сложные оксиды
Сложные оксиды: история о двух врагах
Оксидные интерфейсы

[1] Исихара, Тацуми (2009). Оксид перовскита для твердооксидных топливных элементов . Топливные элементы и водородная энергетика (1-е изд.). Спрингер США. п. 1. дои : 10.1007/978-0-387-77708-5 . ISBN 978-0-387-77708-5 .

[2] Гольдман, Алекс (2006). «Применение и функции ферритов». Современные ферритовые технологии (2-е изд.). Спрингер США. стр. 217–226. дои : 10.1007/978-0-387-29413-1_8 . ISBN 978-0-387-28151-3 .

[3] «Что такое «ЦЗТ»?» . Американский пьезо . АПК Интернешнл, ООО . Проверено 19 июня 2015 г.

[capacitor-4] Хо, Дж.; Джоу, ТР; Боггс, С. (2010). «Историческое введение в конденсаторную технику» . Журнал IEEE по электроизоляции . 26 : 20–25. дои : 10.1109/MEI.2010.5383924 . S2CID 23077215 . [1] Архивировано 5 декабря 2016 г. на Wayback Machine.

[5] «Катодный порошок лантана-стронция-кобальта» . Материалы топливных элементов . Проверено 19 июня 2015 г.

[6] «Кулон | Виктория и Альберта. Поиск в коллекциях» . Музей Виктории и Альберта . Предоставлено дамой Джоан Эванс . Проверено 30 января 2014 г. {{cite web}}: CS1 maint: другие ( ссылка ) Номер музейного экспоната М.138-1975

[7] «Сверхпроводниковые кабельные системы» . АМСК.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]