Термическое разложение перекиси бария ускоряют окислы - СеО, Cr₂O₃,

Fe₂ O₃ и Cu0.

Известны кристаллогидраты BaO₂*8H₂O и BaO₂H₂O. Октагид-рат Ba0₂•H₂O получают действием перекиси водорода на бари­товую поду в слабощелочных растворах, а также обработкой на холоду раствора хлорида пли гидроокиси бария перекисью натрия:

Ва(ОН)₂ + H₂O₂ + 6H₂O = Ва0₂*8Н₂О

BaO₂*8H₂O выделяется в виде бесцветных гексагональных кри­сталлов, трудно растворимых в воде, спирте, эфире. Нагретое с пере­кисью водорода это соединение превращается в желтое вещество — надперекнсь бария ВаО^.

Перекись бария реагирует при нагревании с водородом, серой, углеродом, аммиаком, солями аммония, феррицианидом калия и т. д.

С концентрированной соляной кислотой перекись бария реагирует, выделяя хлор:

ВаO₂ + 4НС1_конц. = BaCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

Перекись бария восстанавливает соли благородных металлов (обладающие малой химической активностью) до соответствующего металла. Перекись бария применяют для получения перекиси водо­рода, в зажигательных бомбах, а также в качестве катализатора крекинг-процесса.

BaO₂•H₂O₂ представляет собой желтые моноклинные микрокри­сталлы, устойчивые при 0°, трудно растворимые в обычных раство­рителях.

Гидроокись бария, Ва(ОН)₂, получают действием воды на метал­лический барий или ВаО. Используют также обработку растворов солей бария (особенно нитрата) щелочами. В промышленности при­меняют действие перегретого пара на сульфид бария. С этой же целью можно нагреть до 175" (под давлением) метаспликат бария BaSiOs с раствором NaOH. Описан метод, основанный на восстанов­лении перекиси бария при 550°:

Ba(OH)₂— белый порошок с плотностью 4,495 г/см³ и т. пл. 408°. В катодных лучах гидроокись бария фосфоресцирует желто-оран­жевым цветом. Растворяется в воде, трудно растворима в ацетоне и метплацетате.

При растворении Ва(ОН)₂ в воде получается бесцветный раствор с сильно щелочной реакцией — баритовая вода, которая в присут­ствии двуокиси углерода быстро покрывается поверхностной плен­кой карбоната бария.

Известны кристаллогидраты Ва(ОН)₂*8Н₂О, Ва(ОН)₂*7H₂O, Ва(ОН) •2Н₂O и Ва(ОН)₂*H₂O. Кристаллогидрат Ва(ОН)₂*8H₂O выделяется в виде бесцветных моноклинных призм с плотностью 2,18 г/cм³ и т. пл. 78°. При нагревании до 650° в токе воздуха кри­сталлогидрат превращается в окись или перекись бария.

Пропускание хлора через баритовую воду сопровождается обра­зованием хлорида, хлората и очень незначительных количеств гино-хлорита бария:

6Ва(ОН)₂ + 6CL₂ = 5BaCl₂ + Ва(ClO₃)₂ + 6H₂О

Баритовая вода реагирует при 100° с сероуглеродом:

2Ва(ОН)₂ + CS₂ = ВаСО₃ + Ba(HS)₂ + H₂O

Металлический алюминий взаимодействует с баритовой водой с образованием гидроксоалюмината бария и водорода:

2Аl + Ва(ОН)₂ + 10H₂O = Ba[Al(OH)₄(H₂O)₂]₂+3H₂

Выше 1000° гидроокись бария подвергается термической диссоциации:

Ва(ОН)₂ → ВаО + Н₂O

Баритовая вода Ва(ОН)₂ применяется в качестве очень чувстви­тельного химического реактива на двуокись углерода.

Фторид бария, BaF₂, получают непосредственным синтезом из элементов, действием фтористого водорода на окись, гидроокись, карбонат или хлорид бария, обработкой баритовой воды фтористо-водородной кислотой, обработкой нитрата или хлорида бария фто-ридом натрия или калия, а также сплавленном хлорида магния с фторидом кальция или магния в атмосфере CO₂ и термическим разложением гексафторосиликата бария в атмосфере инертного газа.

Бесцветные кубические кристаллы BaF₂ имеют решетку типа CaF₂ с расстоянием между центром иона Ва²⁺ и иона Fֿ 2,68 А. Плотность 4,83 г/см³, т.пл. 1280°, т. кип. 2137°. Кристаллы мало растворимы в воде (1,63 г/л при 18°), растворяются в фтористоводо-родной, соляной и азотной кислотах. Применяются для изготовле­ния эмалей и оптических стекол. Температура плавления смеси BaF₂*LiF 850°, а смеси BaF₂*BaCl₂ 1010°.

ПОЛУЧЕНИЕ ТИТОНАТА БАРИЯ

Под титанатом бария понимают соединение BaO-TiO₂ , в котором соотношение катионов и анионов может быть различным от BaTiO₃ до Ba₆Ti₁₇O₄₀, промежуточные вещества – политканаты нестехлометричны и в них могут добавлены вещества, частично замещающие Ba и Ti, то есть проведено легирование.

BaTiO₃ имеет структуру неравномерно, а с кубической гране или объёмо-центрированной кристаллической решёткой. Кубическая структура характерна до 120 °C.

При более низких температурах происходит искажения структуры, она переходит в тирагональную, и , возникает деформация кислородной подрешётки, как Ti несколько смещается.

Деформация вызывает поляризацию. Для иона существует 2 энергетически равновесных стабильных положения, симметричных относительно центра. Направление поляризации едино внутри домена так как поляризация возникает без внешнего … поля, то она спонтанная. Внешнее напряжение вызывает упорядочение ориентации диполей. Между поляризацией и напряжённостью поля возникает гистерезисы.

При Т>120°C=Тс сегнетоэлектрические свойства пропадают из за высоты симметрии кристалла (кубическая структура). При Т>Тс диэлектрическая проницаемость Еr зависит от температуры поз Кюри-Вейтса
 
 

Хорошие нелигированные вещества BaTiO₃ – диэлектрики. С D Е~ 3Эв. И тип энергия активации докоров 0,1 Эв. То есть при номинальной температуре эти носители полностью ионизированы. Кроме легированных элементов роль донора играет кислородные вариации при кислородной мстехлометрии за счёт отчёта.

s =r_BaTiO3^-1» 10ом-1м-1

N_d» 5*10^25м-3

Из РЭДС и Холла

Таким образом часть примеси носит акцепторный характер. Акцепторы захватывают электроны и на поверхности кристалита создаётся отрицательный поверхностный заряд. Отрицательный поверхностный заряд вызывает увеличение электростатического потенциала на границе зерна. Удельная проводимость зависит от высоты потенциального барьера С ростом температуры проводимость растёт. Для сохранения электронейтральности образца в приповерхностном слое кристалла возникает положительный пространственный заряд. В том слое, толщиной S подвижных носителей заряда мало и плотность. Пространственный заряда определяется практически только легирующей примесью доноров nD

r =e*n_д

Внутри кристалла отсутствуют акцепторы, способные компенсировать доноры.

Если А – площадь приповерхностной области с глубиной ОЗ “S”, то

r*А*S – приграничный “+” ОЗ

N’_{а –} концентрация акцепторов, захвативших электроны, заряд ОПЗ “-” e* N’а

По условию нейтронейтральности

r*А*S- e* N’_а=0 ® S= =

По уравнению пуассона потенциал ПЗ

Dj =-r /(x r*x 0) так как r=e*nд, a*x? S

j 0=(e/(2*nд*x r*x 0))*(N’a/A)^2

b - константа, связанная с N’a По полученному уравнению с ростом температуры R растёт.

В некотором интервале температур так как при высокой температуре Nа уменьшается из за высвобождения электронов с захваченных по границам зёрнен.

Использование титоната бария в радиоэлектронике

Особое место среди п/п приборов с a_R>0 занимают приборы на основе тинаната бария BaTiO3. В диапазоне ΔT 100 – 150 K они обладают очень высоким ТКС, до 0,3К-1. Термисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления – РТС – термисторы-позисторы.

a_R= >0 – ТКС.

Термисторы с a>0 называются РТС-термисторами или позисторами. ТКС>0 имеет большиство металлови некоторые поликристаллические п/п

Керамические позисторы имеют ТКС>0 в узком диапазоне температур. Вне этого диапазона их ТКС<0, как у обычных полупроводников.

Список использованных источников

1. Локшин Э.П., Воскобойников Н.Б. Барий. – Барий и его свойства, изд.КНЦ РАН. - 1996 г. - 168 с.

2. Лебедев В.Н., Локшин Э.П., Маслобоев В.А., Дозорова Р.Б., Михлин Е.Б. Сырьевые источники металлов России и проблемы их вовлечения в переработку // Цветные металлы. - 1997. - №8. - С.46-50.

3. Гуцол А.Ф. Титонат бария // Успехи физ. наук. - 1997. - Т.167. - №6. - С.165-187.

16