Сложный оксид - Complex oxide
А сложный оксид представляет собой химическое соединение, которое содержит кислород и как минимум два других элемента (или кислород и только один другой элемент, который как минимум в двух степени окисления ).[1] Сложные оксидные материалы отличаются широким спектром магнитных и электронных свойств, таких как ферромагнетизм, сегнетоэлектричество, и высокотемпературная сверхпроводимость. Эти свойства часто происходят из сильно коррелирован электроны в d или f орбитали.
Естественное явление
Много минералы в земле находятся сложные оксиды. Обычно изучаемые семейства минеральных кристаллов включают шпинель и перовскиты.
Приложения
Сложные оксидные материалы используются во множестве коммерческих приложений.
Магниты
Магниты из сложного оксида феррит обычно используются в трансформатор ядра И в индукторы.[2] Ферриты идеально подходят для этих целей, потому что они магнитные, электрически изолирующий, и недорого.
Преобразователи и приводы
Пьезоэлектрический преобразователи и приводы часто изготавливаются из сложного оксида PZT (цирконат титанат свинца ).[3] Эти преобразователи используются в таких приложениях, как УЗИ изображения и некоторые микрофоны. PZT также иногда используется для пьезозажигание в зажигалки и газовые грили.
Конденсаторы
Сложные оксидные материалы являются преобладающими диэлектрик материал в керамические конденсаторы.[4] Ежегодно производится около одного триллиона керамических конденсаторов для использования в электронном оборудовании.
Топливные элементы
Твердооксидные топливные элементы часто используют сложные оксидные материалы в качестве электролиты, аноды, и катоды.[5]
Ювелирные изделия из драгоценных камней
Многие драгоценные камни, такие как изумруд и топаз, представляют собой кристаллы сложных оксидов. Исторически сложилось так, что некоторые сложные оксидные материалы (такие как титанат стронция, иттрий-алюминиевый гранат, и гадолиний-галлий-гранат ) также были синтезированы как недорогие алмазные имитаторы, хотя после 1976 года их в основном затмили кубический цирконий.
Новые электронные устройства
По состоянию на 2015 год ведутся исследования по коммерциализации сложных оксидов в новых типах электронных устройств, таких как ReRAM, FeRAM, и мемристоры. Сложные оксидные материалы также исследуются на предмет их использования в спинтроника.
Еще одно возможное применение сложных оксидных материалов: сверхпроводящие линии электропередачи.[7] Несколько компаний инвестировали в пилотные проекты, но технология не получила широкого распространения.
Обычно изучаемые сложные оксиды
- Цирконат титанат свинца (а пьезоэлектрический материал)
- Алюминат лантана (а с высокой диэлектрической проницаемостью изолятор)
- Титанат стронция (высокодиэлектрический полупроводник )
- Лантан стронций манганит (экспонирующий материал колоссальное магнитосопротивление )
- Титанат бария (а мультиферроик материал)
- Феррит висмута (мультиферроик)
- Оксид иттрия, бария, меди (а высокотемпературный сверхпроводник )
- Висмут стронций кальция оксид меди (высокотемпературный сверхпроводник)
Смотрите также
- Мультиферроики
- Изолятор Мотта
- Колоссальное магнитосопротивление
- Половина металла
- Граница раздела алюминат лантана-титанат стронция
Рекомендации
- ^ Исихара, Тацуми (2009). Оксид перовскита для твердооксидных топливных элементов. Топливные элементы и водородная энергия (1-е изд.). Springer США. п. 1. Дои:10.1007/978-0-387-77708-5. ISBN 978-0-387-77708-5.
- ^ Гольдман, Алекс (2006). «Применение и функции ферритов». Современная ферритовая технология (2-е изд.). Springer США. С. 217–226. Дои:10.1007/978-0-387-29413-1_8. ISBN 978-0-387-28151-3.
- ^ "Что такое" PZT "?". Американский пьезо. APC International, Ltd. Получено 19 июн 2015.
- ^ Ho, J .; Jow, T. R .; Боггс, С. (2010). «Историческое введение в конденсаторную технологию». Журнал IEEE по электроизоляции. 26: 20–25. Дои:10.1109 / MEI.2010.5383924.[1] В архиве 2016-12-05 в Wayback Machine
- ^ «Катодный порошок оксида лантана-стронция-кобальта». Материалы топливных элементов. Получено 19 июн 2015.
- ^ "Кулон | V&A Искать в коллекциях". Музей Виктории и Альберта. Подарено дамой Джоан Эванс. Получено 30 янв 2014.CS1 maint: другие (связь) Номер экспоната музея M.138-1975
- ^ «Сверхпроводящие кабельные системы». AMSC.