bariumtitanat

Bariumtitanat, BaTiO3, ist ein keramischer Oxid mit der Perowskit-Struktur und gehört zu den ferroelectricen Dielektrika. Es hat eine hohe Dielektrizitätskonstante und eine stark temperaturabhängige Permittivität. Die Curie-Temperatur liegt bei etwa 120 °C; darüber ist BaTiO3 kubisch und paraelektrisch, darunter zeigt es eine tetragonale ferroelektrische Phase mit spontaner Polarisation. Die Ferroeigenschaften resultieren aus der Verschiebung des Ti4+-Ions innerhalb der TiO6-Okthedra, was zu Domänenbildung und gerichteter Polarisation führt.

Struktur und Eigenschaften machen BaTiO3 zu einem wichtigen Material in der Elektronik. Es gehört zur Klasse der ABX3-Perowskit-Verbindungen, wobei Ba2+ die A-Site, Ti4+ den B-Site und Sauerstoff die X-Position einnimmt. Die materialbezogene, temperaturabhängige Phasenfolge lässt sich durch Feuchteingänge und Domänenstrukturen beeinflussen, was BaTiO3 für Anwendungen in Sensorik und Aktorik nützlich macht.

Herstellung und Verarbeitung erfolgen typischerweise durch eine Hart-Solid-State-Reaktion aus BaCO3 und TiO2, gefolgt von Kalzinierung und Sinterung zu dichten Keramiken. Durch Dotieren mit geeigneten Ionen oder Bildung von Mischkristallen (z. B. Ba1-xSrxTiO3) lassen sich Curie-Temperatur, Dielektrizität und Piezoelektrizität gezielt einstellen. BaTiO3-basierte Keramiken werden ausgiebig in mehrlagigen Keramikkondensatoren (MLCCs) verwendet und finden Einsatz in Piezoanwendungen, Sensoren, Aktuatoren sowie in bestimmten ferroelectric memory- und Varistor-Systemen.

Zusammengefasst ist Bariumtitanat ein vielseitiges Perowskit-Material mit ferroeektiven, piezoelektrischen und dielektrischen Eigenschaften, das eine zentrale Rolle in modernen elektronischen Bauteilen spielt.