Natriumniobat
| Kristallstruktur | ||||||||||
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| _ Na+ _ Nb5+ _ O2− | ||||||||||
| Allgemeines | ||||||||||
| Name | Natriumniobat | |||||||||
| Verhältnisformel | NaNbO3 | |||||||||
| Kurzbeschreibung |
weißes Pulver[1] | |||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||
| Molare Masse | 163,89 g·mol−1 | |||||||||
| Aggregatzustand |
fest | |||||||||
| Dichte |
4,55 g·cm−3 [2] | |||||||||
| Schmelzpunkt |
1422 °C[3] | |||||||||
| Löslichkeit |
nahezu unlöslich in Wasser[2] | |||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | ||||||||||
Natriumniobat, NaNbO3, ist eine chemische Verbindung aus Natrium, Niob und Sauerstoff, vergleichbar Kaliumniobat. Die Verbindung ist wasserunlöslich[2] und wird beim Abkühlen unter −200 °C ferroelektrisch.[5]
Eigenschaften
Natriumniobat kristallisiert in einer dem Perovskit vergleichbaren Kristallstruktur. Es geht bei Temperaturänderungen verschiedene Phasenänderungen ein. Es sind insgesamt sieben verschiedene Phasen bei unterschiedlichen Temperaturen bekannt. Bei Raumtemperatur ist eine monokline Kristallstruktur mit den Gitterparametern a = 551 pm, b = 557 pm, c = 1552 pm sowie β = 89,94° stabil. Unterhalb von −80 °C ist eine rhomboedrische Struktur stabiler, beim Erhitzen über 370 °C wandelt sich die Struktur in eine orthorhombische Kristallstruktur um. Nach zwei weiteren Phasenübergängen bei 480 und 520 °C, bei denen die orthorhombische Zelle erhalten bleibt, wandelt sich das Kristallsystem bei 575 °C in ein tetragonales um. Die letzte Phasenänderung erfolgt bei 640 °C, oberhalb dieser Temperatur kristallisiert Natriumniobat in einer kubischen Kristallstruktur.[6]
Vorkommen
Drei der Modifikationen des Natriumniobat konnten als natürliche Mineralbildungen nachgewiesen werden. Die orthorhombische Modifikation ist als Lueshit, die kubische als Isolueshit und die trigonale als Pauloabibit bekannt. Ein weiteres mögliches Mineral ist der monoklin kristallisierende Natroniobit, dessen Status allerdings bisher noch fraglich ist.[7]
Herstellung
Natriumniobat kann durch Festkörper- oder Schmelzenreaktion von Natriumcarbonat oder -hydroxid mit Niob(V)-oxid gewonnen werden.
Verwendung
Aufgrund der starken Ausprägung von ferroelektrischen Eigenschaften kann ein Kalium-Natriumniobat zur Herstellung von Piezoaktoren für KfZ-Anwendungen (Common-Rail-Injektoren) verwendet werden. Dies ist von Bedeutung, da bisher Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) für solche verwendet wird und Automobile in Zukunft ohne Schwermetalle produziert werden sollen. Ein weiterer Vorteil ist der stark ausgeprägte d33-Effekt (Ausdehnung in Feldrichtung, siehe Piezoeffekt) mit ca. 300 pm/V.
Siehe auch
Einzelnachweise
- ↑ Datenblatt Sodium niobate (PDF) bei Strem, abgerufen am 25. Dezember 2012.
- ↑ a b c David R. Lide: CRC Handbook of Chemistry and Physics. 87. Auflage. Taylor & Francis, 2007, ISBN 978-0-8493-0488-0.
- ↑ Datenblatt Natriumniobat bei AlfaAesar, abgerufen am 18. Februar 2010 (PDF) (JavaScript erforderlich).
- ↑ a b Datenblatt Sodium niobate bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 14. April 2011 (PDF).
- ↑ Konrad Kopitzki, Peter Herzog: Einführung in die Festkörperphysik. 5. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag, 2004, ISBN 3-519-43083-5, S. 235.
- ↑ C. N. W. Darlington, K. S. Knight: On the lattice parameters of sodium niobate at room temperature and above. In: Physica B: Condensed Matter. 1999, 266, 4, S. 368–372, doi:10.1016/S0921-4526(99)00043-5.
- ↑ Malcolm Back, William D. Birch, Michel Blondieau und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: November 2018. (PDF 1753 kB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, November 2018, abgerufen am 17. März 2018 (englisch).
Weblinks
- Patent DE102006008742B4: Bleifreier piezokeramischer Werkstoff mit Erdalkalidotierung, Verfahren zum Herstellen eines piezokeramischen Bauteils mit dem Werkstoff und Verwendung des Bauteils. Angemeldet am 24. Februar 2006, veröffentlicht am 28. Januar 2010, Anmelder: Siemens AG, Erfinder: Aurelie Cardin.
- Niobate, sodium (Carcinogenic Potency Database)
