Titanate de bismuth
Un titanate de bismuth est un composé défini du diagramme binaire Bi2O3–TiO2. On connaît notamment les espèces Bi12TiO20, Bi4Ti3O12, Bi2Ti2O7 et Bi2Ti3O9.
| Bi12TiO20 | |
 __ Bi3+ __ Ti4+ __ O2- Structure cristalline du Bi12TiO20  |
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| Cristal de titanate de bismuth (BTO) | |
| Identification | |
|---|---|
| No CAS | |
| PubChem | 56846075 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | Bi12TiO20 |
| Masse molaire[1] | 2 875,62 ± 0,007 g/mol Bi 87,21 %, O 11,13 %, Ti 1,66 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 875 °C (décomposition en Bi4Ti3O12 et Bi2O3)[2] |
| Masse volumique | 9,03 g·cm-3[3] |
| Cristallographie | |
| Système cristallin | Cubique |
| Réseau de Bravais | Cubique à faces centrées |
| Classe cristalline ou groupe d’espace | (no 197) |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
modifier  |
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| Bi4Ti3O12 | |
| |
| __ Bi __ Ti __ O Structure cristalline du Bi4Ti3O12 |
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| Identification | |
|---|---|
| No CAS | |
| No ECHA | 100.031.409 |
| No CE | 234-564-6 |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | Bi4Ti3O12 |
| Masse molaire[4] | 1 171,515 ± 0,007 g/mol Bi 71,35 %, O 16,39 %, Ti 12,26 %, |
| Propriétés physiques | |
| Masse volumique | 7,95 g·cm-3[5] |
| Cristallographie | |
| Système cristallin | Orthorhombique |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
| modifier |
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| Bi2Ti2O7 | |
| Identification | |
|---|---|
| No CAS | |
| No ECHA | 100.031.793 |
| No CE | 234-986-0 |
| PubChem | 165913 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | Bi2Ti2O7 |
| Masse molaire[6] | 625,691 ± 0,004 g/mol Bi 66,8 %, O 17,9 %, Ti 15,3 %, |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
| modifier |
|
| Bi2Ti3O9 | |
| Identification | |
|---|---|
| No CAS | |
| No ECHA | 100.031.408 |
| No CE | 234-563-0 |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | Bi2Ti3O9 |
| Masse molaire[7] | 705,556 ± 0,006 g/mol Bi 59,24 %, O 20,41 %, Ti 20,35 %, |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
| modifier |
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Certains de ces composés s'obtiennent en chauffant des mélanges d'oxyde de bismuth et de dioxyde de titane. Bi12TiO20 se forme aux alentours de 730 à 850 °C et fond au-dessus de 875 °C en se décomposant en Bi4Ti3O12 et Bi2O3[2]. On a pu faire croître des monocristaux de Bi12TiO20 de l'ordre du millimètre par le procédé de Czochralski à partir d'un mélange fondu de 880 à 900 °C[8].
Ces matériaux présentent des effets électro-optiques et photoréfractifs, c'est-à-dire une modulation de leur indice de réfraction par application respectivement d'un champ électrique et d'un rayonnement électromagnétique, ce qui offre des perspectives en holographie temps réel ou en traitement d'images[2],[8].
Notes et références
modifier- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (en) D. J. Santos, L. B. Barbosa, R. S. Silva et Z. S. Macedo, « Fabrication and Electrical Characterization of Translucent Bi12TiO20 Ceramics », Advances in Condensed Matter Physics, vol. 2013, , article no 536754 (DOI 10.1155/2013/536754, lire en ligne)
- (en) Sh. M. Efendiev, T. Z. Kulieva, V. A. Lomonov, M. I. Chiragov, M. Grandolfo et P. Vecchia, « Crystal Structure of Bismuth Titanium Oxide Bi12TiO20 », physica status solidi (a), vol. 74, no 1, , K17-K21 (DOI 10.1002/pssa.2210740148, Bibcode 1982PSSAR..74...17E, lire en ligne)
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (en) L. G. Van Uitert et L. Egerton, « Bismuth Titanate. A Ferroelectric », Journal of Applied Physics, vol. 32, no 5, , p. 959 (DOI 10.1063/1.1736142, Bibcode 1961JAP....32..959V, lire en ligne)
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (en) Chuanying Shen, Huaijin Zhang, Yuanyuan Zhang, Honghao Xu, Haohai Yu, Jiyang Wang et Shujun Zhang, « Orientation and Temperature Dependence of Piezoelectric Properties for Sillenite-Type Bi12TiO20 and Bi12SiO20 Single Crystals », Crystals, vol. 4, no 2, , p. 141-151 (DOI 10.3390/cryst4020141, lire en ligne)
