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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Kristallstruktur Perovskit.png|200px|Struktur von Bariumtitanat]]
| Kristallstruktur = Ja
| Strukturhinweis = {{Farbe|#008B8B|Kreis=1}} [[Barium|Ba]]2+ {{0}} {{Farbe|#C0C0C0|Kreis=1}} [[Titan (Element)|Ti]]4+ {{0}} {{Farbe|#EE0000|Kreis=1}} [[Sauerstoff|O]]2−
| Andere Namen = Bariumtitanat(IV)
| Summenformel = BaTiO3
| CAS = {{CASRN|12047-27-7}}
| EG-Nummer = 234-975-0
| ECHA-ID = 100.031.783
| PubChem = 6101006
| ChemSpider = 3636665
| Beschreibung = weißes bis graues, geruchloses Pulver<ref name="alfa-SDB"/>
| Molare Masse = 233,19 g·[[mol]]−1
| Aggregat = fest
| Dichte = 5,85 g·cm−3<ref name="alfa-SDB">{{Alfa|10652|Abruf=2010-01-07}}</ref>
| Schmelzpunkt = 1620 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="alfa-SDB"/>
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| Löslichkeit = nahezu unlöslich in Wasser<ref name="alfa-SDB"/>
| CLH = {{CLH-ECHA|Sammeleinstufung=ja|ID=100.240.782|Name=barium salts, with the exception of barium sulphate, salts of 1-azo-2-hydroxynaphthalenyl aryl sulphonic acid, and of salts specified elsewhere in this Annex|Abruf=2016-02-01}}
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Bariumtitanat|ZVG=125106|CAS=12047-27-7|Abruf=2021-01-08}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|07}}
| GHS-Signalwort = Achtung
| H = {{H-Sätze|302|332}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|261|264|301+330+331|304+340|312}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
| MAK = 0,5 mg·m−3 Barium<ref name="alfa-SDB"/>
}}

'''Bariumtitanat''' ist ein [[Mischoxid]] von [[Barium]] und [[Titan (Element)|Titan]] aus der Gruppe der [[Titanate]] und kristallisiert in der [[Perowskit-Supergruppe#Kristallstruktur|Perowskit-Struktur]].

In der Natur kommt BaTiO3 selten als [[Mineral]] [[Barioperowskit]] vor.<ref name="Ma & Rossman 2008">
{{Literatur |Autor= Chi Ma and George R. Rossman |Titel=Barioperovskite, BaTiO3, a new mineral from the Benitoite Mine, California |Sammelwerk= The American Mineralogist | Band= 93 |Seiten= 154-157 |Datum=2008 | Online= [https://www.rruff.net/odr/view/downloadfile/75602 rruff.net] | Format= PDF | KBytes= 1343 | Abruf= 2025-12-06}}
</ref>

== Gewinnung und Darstellung ==
BaTiO3 kann nach der klassischen Mischoxid-Methode aus BaCO3 ([[Bariumcarbonat]]) und TiO2 ([[Titandioxid]]) in einer Festkörperreaktion, dem sogenannten [[Kalzinierung|Kalzinieren]], bei einer Temperatur von 1200 °C hergestellt werden.

:<math>\mathrm{BaCO_3 \ + \ TiO_2 \longrightarrow BaTiO_3 \ + \ CO_2}</math>

Moderatere Bedingungen bietet die Kristallisation aus schmelzflüssiger Lösung. [[Stöchiometrie|Stöchiometrische]] Mengen Bariumcarbonat und Titandioxid ([[Anatas]]) werden mit einem großen Überschuss [[Natriumchlorid]] vermengt oder mit [[Kaliumfluorid]] überschichtet. Im Ofen kristallisiert bei 1000 bis 1160 °C das Bariumtitanat aus. Nach Auswaschen der Salzreste erhält man es in sehr reiner Form, in feinen Kristallen.<ref name="IS14">{{Literatur| Autor=Francis S. Galasso| Titel=Barium titanate, BaTiO3 (Barium titanium(IV) oxide)| Hrsg=Aaron Wold and John K. Ruff| Sammelwerk=Inorganic Syntheses| Band=14| Verlag=McGraw-Hill Book Company, Inc.| Datum=1973| Sprache=en| Seiten=142–143| ISBNdefekt=07-071320-0}}</ref>

Wird die Reaktion in einem Platintiegel in einer Schmelze aus Kaliumfluorid bei 1160 °C unter Verwendung von käuflichem gepulverten Bariumtitanat vorgenommen, so erhält man ausgeprägte Einkristalle der Verbindung, die mitunter [[Kristallzwilling|verzwillingt]] vorliegen.<ref name="IS14" />

== Physikalische Eigenschaften ==
[[Datei:BaTiO3ceramics.JPG|mini|links|Bariumtitanat, in einer Kunststofffolie eingeschweißt]]
Bariumtitanat ist ein [[Ferroelektrikum]], wird zu der Gruppe der [[Elektrokeramik]]en gezählt und besitzt eine ausgeprägte [[Hystereseschleife]]. Wie alle Ferroelektrika besitzt es eine hohe [[Permittivität]], welche stark von der [[elektrische Feldstärke|elektrischen Feldstärke]] abhängt.

Bariumtitanat kristallisiert in zwei polymorphen Gittertypen, dem hexagonalen Gittertyp und der [[Perowskit-Supergruppe#Kristallstruktur|Perowskit-Struktur]]. Bei Temperaturen unter 120 °C liegt es als tetragonal verzerrte [[Polymorphie (Stoffeigenschaft)|Modifikation]] der Perowskit-Struktur mit den [[Gitterkonstante]]n a = 399,2 [[Picometer|pm]] und c = 403,6 pm vor, bei der das Titanion gegenüber den Sauerstoffionen in z-Richtung verschoben ist.<ref name="IS14" /> Daraus resultieren ein Dipolmoment der [[Elementarzelle]] und die Polarisation. Bei Erreichen der [[Curie-Temperatur]] von 120 °C erfolgt die Phasenumwandlung zur kubischen Perowskit-Struktur<ref name="IS14" />, bei der sich das Titanion genau im Zentrum des Oktaeders aus Sauerstoffionen befindet. Damit hat die Elementarzelle des Kristalls kein Dipolmoment mehr und der Kristall ist nicht mehr ferroelektrisch. Bei hohen Temperaturen erfolgt die Phasenumwandlung in die hexagonale Phase. Diese Phasenumwandlung erfordert eine umfangreichere Umordnung der Ionen als der Übergang bei 120 °C. Bei größeren Kristallen kommt es deshalb häufig vor, dass sie bei dieser Umwandlung zerbrechen.

Unterhalb von 0 °C liegt eine orthorhombische [[Kristallsystem|Symmetrie]] vor, während sich diese unterhalb von −90 °C in eine trigonale umwandelt.<ref name="IS14" />

== Verwendung ==
Aufgrund der ferroelektrischen, [[Dielektrikum|dielektrischen]] und [[Pyroelektrizität|pyroelektrischen]] Eigenschaften werden Bariumtitanat sowie verwandte Perowskite wie Pb(Zr,Ti)O3 unter anderem in der Elektronik und Sensorik als [[Werkstoff]] verwendet. Beispiele sind [[Kaltleiter]] sowie die Verwendung als nichtlineares Dielektrikum in hochkapazitiven [[Keramikkondensator]]en. Allerdings ist der konkrete Kapazitätswert stark schwankend und unter anderem von der an dem Kondensator angelegten Spannung und der Temperatur abhängig.

== Literatur ==
* [[Arthur R. von Hippel]]: ''Ferroelectricity, Domain Structure, and Phase Transitions of Barium Titanate''. In: ''Rev. Mod. Phys.'' 1950, 22, S. 221–237, {{DOI|10.1103/RevModPhys.22.221}}.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Barium titanate|audio=0|video=0}}

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Oxidkeramik]]
[[Kategorie:Bariumverbindung]]
[[Kategorie:Titanat]]
[[Kategorie:Elektrotechnischer Werkstoff]]
[[Kategorie:Ferroelektrikum]]

Bariumtitanat - Versionsgeschichte

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