Fosforečnan gálnatý - Gallium phosphate
| GaPO4 | |
|---|---|
| Všeobecné | |
| Kategorie | krystal |
| Chemický vzorec (nebo Složení) | GaPO4 |
| Identifikace | |
| Barva | Průhledná |
| Krystalový systém | Trigonální |
| Křišťálová třída | 32 nebo D3 (Schönflies ) |
| Výstřih | Žádný |
| Zlomenina | Conchoidal |
| Mohs Scale tvrdost | 5.5 |
| Index lomu | nÓ= 1,605, nE=1.623 |
| Pleochroismus | Žádný |
| Pruh | Bílý |
| Hustota | 3570 kg / m3 |
| Rozpustnost | nerozpustný v pH = 5 - 8 |
| další vlastnosti | |
| Pyroelektřina | Žádný |
| Zvláštní vlastnosti | křemen izotyp, piezoelektrický jev až 950 ° C (1742 ° F) |
Fosfát gália (GaPO4 ortofosforečnan galia) je bezbarvý trigonální krystal s tvrdostí 5,5 na Mohsova stupnice. GaPO4 je izotypický s křemen, které mají velmi podobné vlastnosti, ale křemík atomy jsou střídavě substituovány galium a fosfor, čímž zdvojnásobil piezoelektrický jev. GaPO4 má mnoho výhod oproti křemenu pro technické aplikace, například vyšší elektromechanický koeficient vazby v rezonátory, kvůli tomuto zdvojnásobení. Na rozdíl od křemene, GaPO4 se v přírodě nenachází. Proto a hydrotermální k syntéze krystalu musí být použit proces.
Modifikace
GaPO4 na rozdíl od křemene nemá žádný α-β fázový přechod, tedy nízkoteplotní struktura (struktura jako α-křemen) GaPO4 je stabilní až do 970 ° C, stejně jako většina ostatních fyzikálních vlastností. Kolem 970 ° C nastává další fázový přechod, který mění strukturu nízkého křemene na jinou podobnou strukturu cristobalit.
Struktura
Specifická struktura GaPO4 ukazuje uspořádání čtyřstěnů skládajících se z GaO4 a PO4 které jsou mírně nakloněné. Kvůli spirálovitému uspořádání těchto čtyřstěnů, dvě modifikace GaPO4 existují s různými optická rotace (vlevo a vpravo ).
Zdroje
GaPO4 nevyskytuje se v přírodě; musí se tedy pěstovat synteticky. V současné době tyto krystaly komerčně vyrábí pouze jedna společnost v Rakousku.
Historie a technický význam
Snímače tlaku na bázi křemene musí být pro aplikace při vyšších teplotách (nad 300 ° C) chlazeny vodou. Od roku 1994 bylo možné nahradit tyto velké senzory miniaturizovanými, nechlazenými, založenými na GaPO4Další výjimečné vlastnosti GaPO4 pro aplikace při vysokých teplotách zahrnuje jeho piezoefekt téměř nezávislý na teplotě a vynikající elektrická izolace až 900 ° C. Pro hromadné aplikace rezonátorů tento krystal vykazuje teplotně kompenzované řezy až 500 ° C při Q faktory srovnatelné s křemenem. Kvůli těmto vlastnostem materiálu GaPO4 je velmi vhodný pro piezoelektrické snímače tlaku při vysokých teplotách a při vysokých teplotách mikrováha.
Literatura
Gautschi, Gustav (2013-06-29). Piezoelektrická senzorika: Materiály a zesilovače akustického tlaku a akcelerace tlaku a napětí. ISBN 978-3-662-04732-3.