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
Cristal de titanate de bismuth (BTO)
Identification
No CAS	12441-73-5
PubChem	56846075
SMILES	O=[Ti]=O.O=[Bi]O[Bi]=O.O=[Bi]O[Bi]=O.O=[Bi]O[Bi]=O.O=[Bi]O[Bi]=O.O=[Bi]O[Bi]=O.O=[Bi]O[Bi]=O PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/12Bi.20O.Ti Std. InChIKey : LIHXTGNDEGWZNF-UHFFFAOYSA-N
Propriétés chimiques
Formule	Bi12O20TiBi12TiO20
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) cubique Hermann-Mauguin : ${\displaystyle I\ 2\ 3\,}$ Schoenflies : ${\displaystyle T^{3}\,}$
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Bi4Ti3O12
__ Bi     __ Ti     __ O Structure cristalline du Bi4Ti3O12
Identification
No CAS	12010-77-4
No ECHA	100.031.409
No CE	234-564-6
Propriétés chimiques
Formule	Bi4O12Ti3Bi4Ti3O12
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.
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Bi2Ti2O7
Identification
No CAS	12048-51-0 12010-68-3
No ECHA	100.031.793
No CE	234-986-0
PubChem	165913
SMILES	[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Ti+4].[Bi+3].[Bi+3] PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/2Bi.7O.2Ti/q2*+3;7*-2;2*+4 Std. InChIKey : VDESGIACEFVDCZ-UHFFFAOYSA-N
Propriétés chimiques
Formule	Bi2O7Ti2Bi2Ti2O7
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.
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Bi2Ti3O9
Identification
No CAS	12010-68-3
No ECHA	100.031.408
No CE	234-563-0
Propriétés chimiques
Formule	Bi2O9Ti3Bi2Ti3O9
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.
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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].