фосфат галлия
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена
Монофосфат галлия
Фосфорная кислота, галлиевая соль (1:1) Ортофосфат галлия | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID
|
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| ГаПО 4 | |
| Молярная масса | 164.694 g/mol |
| Появление | Прозрачные кристаллы |
| нерастворимый | |
Показатель преломления ( n D )
|
n o =1.605, n e =1.623 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
| ГаПО 4 | |
|---|---|
| Общий | |
| Категория | кристалл |
| Химическая формула (или состав ) | ГаПО 4 |
| Идентификация | |
| Цвет | Прозрачный |
| Кристаллическая система | Треугольный |
| Кристаллический класс | 32 или D 3 ( Шёнфлис ) |
| Расщепление | Никто |
| Перелом | раковистый |
| по шкале Мооса Твердость | 5.5 |
| Показатель преломления | n o =1.605, n e =1.623 |
| Плеохроизм | Никто |
| Полоса | Белый |
| Плотность | 3570 кг/м 3 |
| Растворимость | нерастворим при pH = 5–8 |
| другие объекты недвижимости | |
| Пироэлектричество | Никто |
| Особые характеристики | кварца изотип , пьезоэлектрический эффект до 950°C (1742°F) |
Фосфат галлия (GaPO 4 или ортофосфат галлия) представляет собой бесцветный тригональный кристалл с твердостью 5,5 по шкале Мооса . GaPO 4 изотипен кварцу , обладая очень схожими свойствами, но атомы кремния попеременно замещены галлием и фосфором , тем самым удваивая пьезоэлектрический эффект . GaPO 4 имеет множество преимуществ перед кварцем для технических применений, например, более высокий коэффициент электромеханической связи в резонаторах Благодаря этому удвоению . В отличие от кварца, GaPO 4 не встречается в природе. Поэтому гидротермальный для синтеза кристалла необходимо использовать процесс.
Модификации
[ редактировать ]В GaPO 4 , в отличие от кварца, отсутствует фазовый переход α-β , поэтому низкотемпературная структура (структура типа α-кварца) GaPO 4 стабильна до 970°C, как и большинство других его физических свойств. Около 970°C происходит еще один фазовый переход, который меняет структуру низкого кварца на другую структуру, похожую на кристобалит .
Структура
[ редактировать ]Специфическая структура GaPO 4 демонстрирует расположение тетраэдров, состоящих из GaO 4 и PO 4 слегка наклоненных . Из-за спирального расположения этих тетраэдров существуют две модификации GaPO 4 с различным оптическим вращением ( левое и правое ).
Источники
[ редактировать ]GaPO 4 не встречается в природе; поэтому его необходимо выращивать синтетически. В настоящее время только одна компания в Австрии производит эти кристаллы на коммерческой основе.
История и техническое значение
[ редактировать ]Датчики давления на основе кварца должны охлаждаться водой для применения при более высоких температурах (выше 300°C). Начиная с 1994 года появилась возможность заменить эти большие датчики миниатюрными неохлаждаемыми датчиками на основе GaPO 4 . Другие исключительные свойства GaPO 4 для применения при высоких температурах включают практически независимый от температуры пьезоэффект и отличную электроизоляцию до 900°C. Для объемных резонаторов этот кристалл демонстрирует температурную компенсацию до 500°C, имея при этом добротность, сравнимую с кварцем. Благодаря этим свойствам материала GaPO 4 очень подходит для пьезоэлектрических датчиков давления при высоких температурах и для высокотемпературных микровесов .
Литература
[ редактировать ]- Гаучи, Густав (29 июня 2013 г.). Пьезоэлектрическая сенсорика: материалы и усилители для датчиков силовой деформации, давления, ускорения и акустической эмиссии . Спрингер. ISBN 978-3-662-04732-3 .