El borato de bario es un compuesto inorgánico , un borato de bario con una fórmula química BaB 2 O 4 o Ba (BO 2 ) 2 . Está disponible en forma hidratada o deshidratada, como polvo blanco o cristales incoloros. Los cristales existen en la fase α de alta temperatura y la fase β de baja temperatura, abreviada como BBO ; ambas fases son birrefringentes y BBO es un material óptico no lineal común .
Nombres | |
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Otros nombres diborato de bario, óxido de boro de bario, metaborato de bario | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.033.824 |
Número CE |
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PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
BaB 2 O 4 o Ba (BO 2 ) 2 | |
Masa molar | 222,95 |
Apariencia | polvo blanco o cristales incoloros |
Olor | inodoro |
Densidad | 3,85 g / cm 3 [1] |
Punto de fusion | 1.095 ° C (2.003 ° F; 1.368 K) [2] |
Solubilidad en ácido clorhídrico. | soluble |
Índice de refracción ( n D ) | n e = 1.5534, n o = 1.6776 |
Estructura | |
Romboédrico , hR126 [3] | |
R3c, No. 161 | |
a = 1,2529 nm, c = 1,274 nm | |
Peligros | |
Ficha de datos de seguridad | MSDS |
Pictogramas GHS | |
Palabra de señal GHS | Advertencia |
H302 | |
P264 , P270 , P301 + 312 , P330 , P501 | |
punto de inflamabilidad | No es inflamable |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Borato de bario fue descubierto y desarrollado por Chen Chuangtian y otros del Instituto de Investigación de Fujian en la Estructura de la Materia , de la Academia China de Ciencias .
Propiedades
El borato de bario existe en dos formas cristalinas principales: alfa y beta. La fase beta de baja temperatura se convierte en la fase alfa al calentarla a 925 ° C. El borato de bario β (BBO) se diferencia de la forma α por las posiciones de los iones de bario dentro del cristal. Ambas fases son birrefringentes, sin embargo, la fase α posee simetría céntrica y, por lo tanto, no tiene las mismas propiedades no lineales que la fase β. [4]
El borato de bario alfa, α-BaB 2 O 4 es un material óptico con una ventana de transmisión óptica muy amplia de aproximadamente 190 nm a 3500 nm. Tiene buenas propiedades mecánicas y es un material adecuado para ópticas de polarización ultravioleta de alta potencia . [5] Puede reemplazar la calcita , el dióxido de titanio o el niobato de litio en prismas Glan-Taylor , prismas Glan-Thompson , divisores de haz de recorrido y otros componentes ópticos. Tiene baja higroscopicidad y su dureza Mohs es de 4.5. Su umbral de daño es 1 GW / cm 2 a 1064 nm y 500 MW / cm 2 a 355 nm. [1]
El borato de bario beta, β-BaB 2 O 4 , es un material óptico no lineal transparente en el rango ~ 190–3300 nm. Se puede utilizar para la conversión descendente paramétrica espontánea . Su dureza Mohs también es de 4,5. [1] [2]
El borato de bario tiene una fuerte birrefringencia uniaxial negativa y se puede emparejar en fase para la generación de segundo armónico de tipo I ( ooe ) de 409,6 a 3500 nm. La sensibilidad a la temperatura de los índices de refracción es baja, lo que da lugar a un ancho de banda de adaptación de fase de temperatura inusualmente grande (55 ° C). [2]
Síntesis
El borato de bario se puede preparar mediante la reacción de una solución acuosa de ácido bórico con hidróxido de bario . El borato de γ-bario preparado contiene agua de cristalización que no puede eliminarse por completo mediante el secado a 120 ° C. El borato de γ-bario deshidratado se puede preparar calentando a 300–400 ° C. La calcinación a alrededor de 600 a 800 ° C causa una conversión completa a la forma β. BBO preparado por este método no contiene trazas de BaB 2 O 2 [6]
Los cristales de BBO para óptica no lineal se pueden cultivar a partir de una fusión fundida de borato de bario, óxido de sodio y cloruro de sodio . [7]
Pueden prepararse películas delgadas de borato de bario mediante MOCVD a partir de hidro-tri (1-pirazolil) borato de bario (II). Se pueden obtener diferentes fases dependiendo de las temperaturas de deposición. [8] Pueden prepararse películas delgadas de beta-borato de bario mediante síntesis de sol-gel . [9]
El borato de bario monohidratado se prepara a partir de la solución de sulfuro de bario y tetraborato de sodio . Es un polvo blanco. Se utiliza como aditivo para, por ejemplo, pinturas como retardante de llama , inhibidor de moho e inhibidor de corrosión . También se utiliza como pigmento blanco .
El borato de bario dihidrato se prepara a partir de la solución de metaborato de sodio y cloruro de bario a 90–95 ° C. Después de enfriar a temperatura ambiente, precipita un polvo blanco. El borato de bario dihidrato pierde agua por encima de los 140 ° C. Se utiliza como retardante de llama para pinturas, textiles y papel. [10]
Aplicaciones
BBO es un cristal óptico no lineal popular. Los fotones unidos cuánticamente se pueden producir con beta borato de bario. El borato de bario es un bactericida y fungicida . [11] Se agrega a pinturas, revestimientos, adhesivos, plásticos y productos de papel.
El borato de bario es resistente a la radiación ultravioleta . Puede actuar como estabilizador UV para cloruro de polivinilo . [12]
La solubilidad del borato de bario es una desventaja cuando se usa como pigmento. Se encuentran disponibles polvos recubiertos de sílice . Las propiedades alcalinas y las propiedades de pasivación anódica del ión borato mejoran el rendimiento anticorrosivo. El pigmento de metaborato de bario comúnmente disponible viene en tres grados; El grado I es un metaborato de bario en sí mismo, el grado II está compuesto con 27% de óxido de zinc y el grado III está compuesto con 18% de óxido de zinc y 29% de sulfato de calcio . El borato de bario muestra un rendimiento sinérgico con el borato de zinc . [13]
El borato de bario se utiliza como fundente en algunas formulaciones cerámicas dieléctricas de titanato de bario y circonato de plomo EIA Clase 2 para condensadores cerámicos , en una cantidad de aproximadamente 2%. La relación bario-boro es fundamental para el rendimiento del fundente; El contenido de BaB 2 O 2 afecta negativamente al rendimiento del fundente. [6] [14]
El vidrio de ceniza volante de borato de bario se puede utilizar como protección contra la radiación . Dichos vidrios tienen un rendimiento superior al concreto y a otros vidrios de borato de bario. [15]
Referencias
- ^ a b c Cristal de borato de bario (a-BBO) . casix.com
- ^ a b c Cristales BBO - Beta bario borato y litio borato Archivado el 12 de febrero de 2012 en la Wayback Machine . clevelandcrystals.com
- ^ Guiqin, Dai; Wei, Lin; An, Zheng; Qingzhen, Huang; Jingkui, Liang (1990). "Expansión térmica de la forma de baja temperatura de BaB2O4". Revista de la Sociedad Americana de Cerámica . 73 (8): 2526–2527. doi : 10.1111 / j.1151-2916.1990.tb07626.x .
- ^ Nikogosyan, DN (1991). "Borato de bario beta (BBO)". Un Física Aplicada . 52 (6): 359–368. Código Bibliográfico : 1991ApPhA..52..359N . doi : 10.1007 / BF00323647 . S2CID 101903774 .
- ^ Borato de bario alfa . Roditi.com. Consultado el 15 de enero de 2012.
- ^ a b Ross, Sidney D. "Preparación de borato de bario" Patente estadounidense 4.897.249 emitida el 30 de enero de 1990
- ^ Gualtieri, Devlin M .; Chai, Bruce HT "Crecimiento en solución a alta temperatura de borato de bario (BaB2O4)" Patente de EE.UU. 4.931.133 expedida el 5 de junio de 1990
- ^ Malandrino, G .; Lo Nigro, R .; Fragalà, IL (2007). "Una ruta MOCVD a películas delgadas de borato de bario de un precursor de fuente única de hidro-tri (1-pirazolil) borato de bario". Deposición de vapor químico . 13 (11): 651. doi : 10.1002 / cvde.200706611 .
- ^ C. Lu; SS Dimov y RH Lipson (2007). "Deposición sol-gel asistida por poli (vinil pirrolidona) de películas delgadas de borato de bario de calidad para aplicaciones fotónicas". Chem. Mater . 19 (20): 5018. doi : 10.1021 / cm071037m .
- ^ Dale L. Perry; Sidney L. Phillips (1995). Manual de compuestos inorgánicos . Naturaleza . 177 . Prensa CRC. pag. 3. Bibcode : 1956Natur.177..639. . doi : 10.1038 / 177639a0 . ISBN 978-0-8493-8671-8. S2CID 4184615 .
- ^ Henry Warson; CA Finch (2001). Aplicaciones de Latices de Resinas Sintéticas: Latices en superficies moldeadas: pinturas en emulsión . John Wiley e hijos. págs. 885–. ISBN 978-0-471-95461-3. Consultado el 15 de enero de 2012 .
- ^ Koskiniemi, Mark S "Piroborato de calcio como microbicida para plásticos" Patente de Estados Unidos 5.482.989 emitida el 09/01/1996
- ^ JV Koleske (1995). Manual de pruebas de pinturas y revestimientos: decimocuarta edición del manual de Gardner-Sward . 17 . ASTM International. ISBN 978-0-8031-2060-0.
- ^ K. Singh; Indurkar, Aruna (1988). "Dieléctricos de circonato de plomo ligado con vidrio de borato de bario" (PDF) . Toro. Mater. Sci . 11 : 55. doi : 10.1007 / BF02744501 . S2CID 97981458 .
- ^ Singh, Sukhpal; Kumar, Ashok; Singh, Devinder; Thind, Kulwant Singh; Mudahar, Gurmel S. (2008). "Vidrios de bario-borato-cenizas volantes: como materiales de protección contra la radiación". Instrumentos y métodos nucleares en Física de Investigación Sección B . 266 (1): 140. Código Bibliográfico : 2008NIMPB.266..140S . doi : 10.1016 / j.nimb.2007.10.018 .