硼酸鋇
編輯石英酸鋇是一種無機化合物,是鋇的硼酸鹽,化學式為BaB2O4或Ba(BO2)2。 它以水合物或脫水形式提供,為白色粉末或無色晶體。 晶體以高溫α相和低溫β相存在,簡稱BBO; 兩相都是雙折射的,BBO是一種常見的非線性光學材料。
屬性
編輯石英酸鋇以三種主要結晶形式存在:α、β和γ。 低溫 β 相在加熱到 925 °C 時轉變為 α 相。 β-硅酸鋇 (BBO) 與 α 型的區別在于鋇離子在晶體中的位置。 兩相都是雙折射的,但 α 相具有中心對稱性,因此不具有與 β 相相同的非線性特性。
α-硼酸鋇,α-BaB2O4 是一種光學材料,具有從大約 190 nm 到 3500 nm 的非常寬的光學傳輸窗口。 具有良好的機械性能,是高功率紫外偏振光學器件的合適材料。 它可以替代格蘭-泰勒棱鏡、格蘭-湯普森棱鏡、離散分束器和其他光學元件中的方解石、二氧化鈦或鈮酸鋰。 吸濕性低,莫氏硬度為4.5。 其損傷閾值在 1064 nm 時為 1 GW/cm2,在 355 nm 時為 500 MW/cm2。
β-硼酸鋇 β-BaB2O4 是一種在 ~190–3300 nm 范圍內透明的非線性光學材料。 它可用于自發參數下轉換。 它的莫氏硬度也是4.5。
最近發現的 γ 硼酸鋇,即 γ-BaB2O4,是通過在 3 GPa 的壓力下將 β 硼酸鋇加熱到 900 °C 而制成的。 發現它具有單斜晶體結構。
石英酸鋇具有很強的負單軸雙折射,可以對 409.6 至 3500 nm 的 I 型 (ooe) 二次諧波產生進行相位匹配。 折射率的溫度敏感性較低,導致異常大 (55 °C) 的溫度相位匹配帶寬。
綜合
編輯硼酸鉀可由硼酸水溶液與氫氧化鋇反應制得。 制得的γ-硼酸鋇含有結晶水,在120℃下干燥不能完全除去。 加熱至 300–400 °C 可制備脫水 γ-硼酸鋇。 在大約 600–800 °C 下煅燒會導致完全轉化為 β 形式。 本方法制備的BBO不含微量BaB2O2
用于非線性光學的 BBO 晶體可以從硼酸鋇、氧化鈉和氯化鈉的熔融熔體中生長。
硼酸鋇薄膜可以通過 MOCVD 從氫化三(1-吡唑基)硼酸鋇(II)制備。 根據沉積溫度可以獲得不同的階段。 β-硼酸鋇薄膜可以通過溶膠-凝膠合成法制備。
石英酸鉀一水合物由硫化鋇和四硼酸鈉溶液制得。 它是一種白色粉末。 它用作添加劑,例如 涂料用作阻燃劑、防霉劑和腐蝕抑制劑。 它也用作白色顏料。
石英酸鋇二水合物由偏硼酸鈉和氯化鋇的溶液在 90–95 °C 下制得。 冷卻至室溫后,有白色粉末析出。 石英酸鋇二水合物在 140 °C 以上失去水分。 它被用作油漆、紡織品和紙張的阻燃劑。
應用
編輯BBO 是一種流行的非線性光學晶體。 量子鏈接光子可以用 β 硼酸鋇產生。 石英酸鋇是一種殺菌劑和殺真菌劑。 它被添加到油漆、涂料、粘合劑、塑料和紙制品中。
石英酸鋇抗紫外線輻射。 可作為聚氯乙烯的紫外線穩定劑。
當用作顏料時,硼酸鋇的溶解度是一個缺點。 可提供二氧化硅包覆的粉末。 硼酸根離子的堿性和陽極鈍化特性增強了防腐性能。 常用的偏硼酸鋇顏料分為三個等級; I級為偏硼酸鋇本身,II級為27%氧化鋅復合而成,III級為18%氧化鋅和29%硫酸鈣復合而成。 矽酸鋇與硼酸鋅有協同作用。
矽酸鋇在陶瓷電容器的某些鈦酸鋇和鋯酸鉛EIA 2類介電陶瓷配方中用作助熔劑,用量約為2%。 鋇硼比對助焊劑性能至關重要; BaB2O2 含量會對助焊劑的性能產生不利影響。
煤酸鋇-粉煤灰玻璃可用作輻射屏蔽。 這種玻璃在性能上優于混凝土和其他硼酸鋇玻璃。
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