imported>Leyo: WP:ZR

2026-04-13T13:06:30Z

WP:ZR

Neue Seite

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Cubic perovskite structure.png|200px|Struktur von Kaliumniobat]]
| Kristallstruktur = Ja
| Strukturhinweis = {{Farbe |#008B8B |Kreis=1}} [[Kalium|K]]+ {{0}} {{Farbe |#C0C0C0 |Kreis=1}} [[Niob|Nb]]5+ {{0}} {{Farbe |#EE0000 |Kreis=1}} [[Sauerstoff|O]]2−
| Andere Namen = Kaliummetaniobat
| Summenformel = KNbO3
| CAS = {{CASRN|12030-85-2}}
| EG-Nummer = 234-744-4
| ECHA-ID = 100.031.573
| PubChem = 160967
| ChemSpider = 10605809
| Beschreibung = orthorhombische Kristalle<ref name="photox" />
| Molare Masse = 180,01 g·mol−1
| Aggregat = fest
| Dichte = 4,62 g·cm−3<ref name="photox">{{Webarchiv |url=http://www.photox.co.uk/knbo3.htm |text=''Potassium Niobate Crystal. KNbO3.'' |archive-is=20130729}} Datenblatt bei Photox Optical Systems.</ref>
| Schmelzpunkt = ≈ 1100 °C<ref name="CRC90_10_246">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Physical Constants of Inorganic Compounds|Kapitel=4|Startseite=83}}</ref>
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| Löslichkeit =
| Quelle GHS-Kz = <ref name="alfa">{{Alfa|10843|Abruf=2021-12-06}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|-}}
| GHS-Signalwort =
| H = {{H-Sätze|-}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P =
| ToxDaten = {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Ratte |Applikationsart=oral |Wert=3000 mg·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref>Sicherheitsdatenblatt {{Webarchiv |url=http://agrippina.bcs.deakin.edu.au/bcs_admin/msds/msds_docs/Potassium%20niobate.pdf |text=Potassium Niobate |wayback=20070929131051}} bei Sigma-Aldrich, vom 18. März 2004.</ref> }}
}}

'''Kaliumniobat''' ist eine [[chemische Verbindung]] aus [[Kalium]], [[Niob]] und [[Sauerstoff]] die als [[Einkristall]] in der [[Laser]]technik und für [[Nichtlineare Optik|nichtlineare optische Systeme]] verwendet wird.

== Vorkommen ==
KNbO3 wurde in der Natur bislang nur als Einschluss in [[Diamant]]en gefunden. Das Hochdruckmineral [[Goldschmidtit]] hat [[Kubisches Kristallsystem|kubische Symmetrie]], die wahrscheinlich durch den Einbau von [[Seltenerdmetalle|seltenen Erden]] ([[Cer|Ce]], [[Neodym|Nd]]) und [[Chrom]] stabilisiert wird.<ref name="Meyer et al. 2019">{{Literatur | Autor= Nicole A. Meyer, Michelle D. Wenz, James P. S. Walsh, Steven D. Jacobsen, Andrew J. Locock, Jeffrey W. Harris | Titel= Goldschmidtite, (K,REE,Sr)(Nb,Cr)O3: A new perovskite supergroup mineral found in diamond from Koffiefontein, South Africa | Sammelwerk= American Mineralogiste | Band= 104 | Nummer= 9 | Datum= 2019 | Seiten= 1345–1350 | Sprache= en | Format= PDF | KBytes= 13 | Online= [http://www.minsocam.org/msa/Ammin/AM_Preprints/6937MeyerPreprintSep.pdf minsocam.org – Preprint] | DOI= 10.2138/am-2019-6937}}</ref><ref name="Celestian et al. 2021">{{Literatur | Autor= Aaron J. Celestian | Titel=New Mineral Names: Diamonds, Dumps, and Fumaroles – Goldschmidtite | Sammelwerk= American Mineralogiste | Band= 106 | Nummer= 12 | Datum= 2021 | Seiten= 2028 | Sprache= en | Format= PDF | KBytes= 13 | Online= [http://www.minsocam.org/msa/ammin/toc/2021/Abstracts/AM106P2028.pdf minsocam.org] | DOI= 10.2138/am-2021-NMN1061225}}</ref>

== Gewinnung und Darstellung ==
Kaliumniobat-Einkristalle können in [[Kristallzucht]]anlagen aus Schmelzen von Kaliumniobat, die analysentechnisch aus [[Niob(V)-oxid]] und [[Kaliumoxid]] im leichten Überschuss bestehen, gezüchtet werden. Zuvor wird Kaliumniobat durch zusammenschmelzen von [[Kaliumcarbonat]] und Niob(V)-oxid hergestellt.<ref>{{Patent| Land=DE| V-Nr=69418119| Code=T2| Titel=Verfahren zur Herstellung eines Kaliumniobat-Einkristalls| A-Datum=1994-09-08| V-Datum=1999-09-23| Anmelder=Mitsui Chemicals Inc| Erfinder=Kazuhiro Yamada et al}}</ref> Bei Abkühlung der Einkristalle unter etwa 435 °C findet der Übergang von der kubischen in die ferroelektrische, tetragonale Modifikation statt. Unterhalb von etwa 220 °C liegt stabil die rhombische Struktur mit vielen (12 möglich) unterschiedlichen kristallographischen Orientierungen ([[Weiss-Bezirk|Domänen]]) vor.<ref>Universität Osnabrück: {{Webarchiv |url=http://www.sfb225.uni-osnabrueck.de/bericht1987/b87a1.pdf |text=Züchtung von KNbO3- und KTa1-xNbxO3-Kristallen |wayback=20060908092324}} (PDF; 597 kB)</ref>

:<math>\mathrm{K_2CO_3 + Nb_2O_5 \longrightarrow 2 \ KNbO_3 + CO_2 \uparrow}</math>

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
Kaliumniobat-Kristalle besitzen eine ins [[orthorhombisch]]e verzerrte [[Perowskit-Supergruppe#Kristallstruktur|Perowskit-Struktur]] mit den Gitterparametern a = 569,7 pm, b = 397,1 pm und c = 572,2 pm. Sie haben [[Ferroelektrikum|ferroelektrische Eigenschaften]] und eine [[Mohshärte]] von 5.<ref name="photox" /><ref>optical-components.com: {{Webarchiv |url=http://knbo3.optical-components.com/ |text=KNbO3 Crystal |wayback=20070818130918}}</ref> Kaliumniobat hat den größten [[Kerr-Effekt|nichtlinearen optischen Koeffizienten]] aller kommerziell verfügbaren anorganischen Kristalle und besitzt eine Doppelbrechung.<ref>ii-vi.de: {{Webarchiv |url=http://www.ii-vi.de/site/pages_de_de/vloc/vloc/knbo3.php |text=KNbO3 |wayback=20110114062334}}</ref> Aus diesem Grund wird die Verbindung bei Lasern für die [[Frequenzverdopplung]] und andere optische Prozesse benutzt. Er ist im [[Wellenlänge]]nbereich von 400 bis 4500 nm [[Transparenz (Physik)|transparent]]. Sein [[Brechungsindex]] ist abhängig von der Wellenlänge<ref>A. Radoua, D. Khatib: {{Webarchiv |url=http://www.fsr.ac.ma/MJCM/sup_pdf/pdf_vol2/vol2-art16.pdf |text=''Theoretical study of photorefractive effect in reduced potassium niobate crystals.'' |wayback=20131101055507}} (PDF; 146 kB) Laboratoire de Physique du Solide Théorique, Département de Physique, Faculté des Sciences, BP : 28/S, Université Ibn Zohr, 80000 Agadir, Maroc</ref> und der Lichteinfallsrichtung in den Kristall und beträgt ≈2,2 (2,12 bei 1064 nm in x-Richtung und 2,38 bei 532 nm in z-Richtung). Da er seine Kristallstruktur bei −50 °C, 200 °C und 430 °C ändert, muss der Kristall für optische Einsatzzwecke im Temperaturbereich zwischen −40 und +200 °C gehalten werden. Zusätzlich tritt bei dem Kristall ein [[piezoelektrischer Effekt]]<ref>[http://www.informaworld.com/smpp/content~content=a713716887~db=all ''Preparation of Potassium Niobate Single-Domain Crystals and Their Piezoelectric Properties.''] In: ''Ferroelectrics.'' Volume 292, Issue 1.</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.scientific.net/KEM.301 |titel=Electroceramics in Japan VIII |sprache=en |abruf=2019-05-05}}</ref><ref>S. Wada, K. Muraoka, H. Kakemoto, T. Tsurumi: [http://icpr.snu.ac.kr/resource/wop.pdf/J01/2005/046/R01/J012005046R010073.pdf ''Piezoelectric Properties of Potassium Niobate Single Crystals by Domain Engineering.''] In: ''Journal of the Korean Physical Society.'' Vol. 46, No. 1, Januar 2005, S. 73–76.</ref> auf, wodurch er als [[Ultraschall]]quelle genutzt werden kann.


== Verwendung ==
[[Einkristall]]ine Nanodrähte aus Kaliumniobat werden in der [[Nahfeldmikroskopie]] als Beleuchtungsquelle<ref>pro-physik.de: {{Webarchiv |url=http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=9372 |text=Nano-Lampe für Nahfeldmikroskope |wayback=20070928084305}}</ref> (erzeugt durch Frequenzverdopplung aus [[infrarot]]em in grünes Licht) verwendet. In der Lasertechnik und [[Nichtlineare Optik|nichtlinearen Optik]] wird Kaliumniobat zum Beispiel zur Frequenzverdopplung, als Medium für optisch-parametrische [[Oszillator]]en und anderes verwendet. In der Akustik wird es als Ultraschallquelle verwendet.

== Siehe auch ==
* [[Lithiumniobat]]
* [[Natriumniobat]]

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* [http://www.opus-bayern.de/uni-wuerzburg/volltexte/2003/665/pdf/5_Theoretische_Grundlagen.pdf Theoretische Grundlagen] (PDF-Datei; 238 kB)

[[Kategorie:Kaliumverbindung]]
[[Kategorie:Niobat]]
[[Kategorie:Nichtlineare Optik]]

Kaliumniobat - Versionsgeschichte

imported>Leyo: WP:ZR