硼酸钡
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硼酸钡
石英酸钡是一种无机化合物，是钡的硼酸盐，化学式为BaB2O4或Ba(BO2)2。 它以水合物或脱水形式提供，为白色粉末或无色晶体。 晶体以高温α相和低温β相存在，简称BBO； 两相都是双折射的，BBO是一种常见的非线性光学材料。
属性
石英酸钡以三种主要结晶形式存在：α、β和γ。 低温 β 相在加热到 925 °C 时转变为 α 相。 β-硅酸钡 (BBO) 与 α 型的区别在于钡离子在晶体中的位置。 两相都是双折射的，但 α 相具有中心对称性，因此不具有与 β 相相同的非线性特性。
α-硼酸钡，α-BaB2O4 是一种光学材料，具有从大约 190 nm 到 3500 nm 的非常宽的光学传输窗口。 具有良好的机械性能，是高功率紫外偏振光学器件的合适材料。 它可以替代格兰-泰勒棱镜、格兰-汤普森棱镜、离散分束器和其他光学元件中的方解石、二氧化钛或铌酸锂。 吸湿性低，莫氏硬度为4.5。 其损伤阈值在 1064 nm 时为 1 GW/cm2，在 355 nm 时为 500 MW/cm2。
β-硼酸钡 β-BaB2O4 是一种在 ~190–3300 nm 范围内透明的非线性光学材料。 它可用于自发参数下转换。 它的莫氏硬度也是4.5。
最近发现的 γ 硼酸钡，即 γ-BaB2O4，是通过在 3 GPa 的压力下将 β 硼酸钡加热到 900 °C 而制成的。 发现它具有单斜晶体结构。
石英酸钡具有很强的负单轴双折射，可以对 409.6 至 3500 nm 的 I 型 (ooe) 二次谐波产生进行相位匹配。 折射率的温度敏感性较低，导致异常大 (55 °C) 的温度相位匹配带宽。
综合
硼酸钾可由硼酸水溶液与氢氧化钡反应制得。 制得的γ-硼酸钡含有结晶水，在120℃下干燥不能完全除去。 加热至 300–400 °C 可制备脱水 γ-硼酸钡。 在大约 600–800 °C 下煅烧会导致完全转化为 β 形式。 本方法制备的BBO不含微量BaB2O2
用于非线性光学的 BBO 晶体可以从硼酸钡、氧化钠和氯化钠的熔融熔体中生长。
硼酸钡薄膜可以通过 MOCVD 从氢化三（1-吡唑基）硼酸钡（II）制备。 根据沉积温度可以获得不同的阶段。 β-硼酸钡薄膜可以通过溶胶–凝胶合成法制备。
石英酸钾一水合物由硫化钡和四硼酸钠溶液制得。 它是一种白色粉末。 它用作添加剂，例如 涂料用作阻燃剂、防霉剂和腐蚀抑制剂。 它也用作白色颜料。
石英酸钡二水合物由偏硼酸钠和氯化钡的溶液在 90–95 °C 下制得。 冷却至室温后，有白色粉末析出。 石英酸钡二水合物在 140 °C 以上失去水分。 它被用作油漆、纺织品和纸张的阻燃剂。
应用
BBO 是一种流行的非线性光学晶体。 量子链接光子可以用 β 硼酸钡产生。 石英酸钡是一种杀菌剂和杀真菌剂。 它被添加到油漆、涂料、粘合剂、塑料和纸制品中。
石英酸钡抗紫外线辐射。 可作为聚氯乙烯的紫外线稳定剂。
当用作颜料时，硼酸钡的溶解度是一个缺点。 可提供二氧化硅包覆的粉末。 硼酸根离子的碱性和阳极钝化特性增强了防腐性能。 常用的偏硼酸钡颜料分为三个等级； I级为偏硼酸钡本身，II级为27%氧化锌复合而成，III级为18%氧化锌和29%硫酸钙复合而成。 矽酸钡与硼酸锌有协同作用。
矽酸钡在陶瓷电容器的某些钛酸钡和锆酸铅EIA 2类介电陶瓷配方中用作助熔剂，用量约为2%。 钡硼比对助焊剂性能至关重要； BaB2O2 含量会对助焊剂的性能产生不利影响。
煤酸钡-粉煤灰玻璃可用作辐射屏蔽。 这种玻璃在性能上优于混凝土和其他硼酸钡玻璃。