أكسيد معقد

الأكسيد المعقد هو مركب كيميائي يحتوي على الأكسجين وعنصرين آخرين على الأقل (أو الأكسجين وعنصر واحد آخر موجود في حالتي أكسدة على الأقل ). [ 1 ] تتميز مواد الأكسيد المعقد بنطاق واسع من الخصائص المغناطيسية والإلكترونية، مثل المغناطيسية الحديدية ، والكهرباء الحديدية ، والموصلية الفائقة عند درجات الحرارة العالية . غالبًا ما تنشأ هذه الخصائص من ترابط إلكتروناتها القوي في مدارات d أو f .
ظاهرة طبيعية
العديد من المعادن الموجودة في الأرض هي أكاسيد معقدة. تشمل عائلات البلورات المعدنية التي يتم دراستها بشكل شائع الإسبينيل والبيروفسكيت .
التطبيقات
تُستخدم مواد الأكاسيد المعقدة في مجموعة متنوعة من التطبيقات التجارية.
المغناطيس
تُستخدم المغناطيسات المصنوعة من الفريت الأكسيدي المعقد بشكل شائع في قلوب المحولات وفي المحاثات . [ 2 ] تعتبر الفريتات مثالية لهذه التطبيقات لأنها مغناطيسية وعازلة كهربائياً وغير مكلفة.
المحولات والمشغلات
تُصنع المحولات والمحركات الكهروإجهادية غالبًا من أكسيد PZT ( زركونات تيتانات الرصاص ) المعقد. [ 3 ] تُستخدم هذه المحولات في تطبيقات مثل التصوير بالموجات فوق الصوتية وبعض الميكروفونات . كما يُستخدم PZT أحيانًا في الإشعال الكهروإجهادي في الولاعات وشوايات الغاز .
المكثفات
تُعد مواد الأكاسيد المعقدة المادة العازلة السائدة في المكثفات الخزفية . [ 4 ] ويتم إنتاج حوالي تريليون مكثف خزفي كل عام لاستخدامها في المعدات الإلكترونية.
خلايا الوقود
تستخدم خلايا الوقود الصلبة غالبًا مواد أكسيد معقدة كإلكتروليتات وأقطاب موجبة وسالبة . [ 5 ]
مجوهرات الأحجار الكريمة

العديد من الأحجار الكريمة الثمينة، مثل الزمرد والتوباز ، هي بلورات أكسيد معقدة. تاريخياً، تم تصنيع بعض مواد الأكسيد المعقدة (مثل تيتانات السترونتيوم ، وعقيق الإيتريوم والألومنيوم ، وعقيق الغادولينيوم والغاليوم ) كبدائل رخيصة للألماس ، إلا أنها بعد عام 1976 طغى عليها الزركونيا المكعبة .
الأجهزة الإلكترونية الجديدة
اعتبارًا من عام 2015، تجري أبحاث لتسويق الأكاسيد المعقدة في أنواع جديدة من الأجهزة الإلكترونية، مثل ذاكرة الوصول العشوائي المقاومة (ReRAM ) وذاكرة الوصول العشوائي الحديدية (FeRAM ) والمقاومات المتغيرة (memristors ). كما يجري البحث في استخدام مواد الأكاسيد المعقدة في الإلكترونيات الدورانية .
ومن التطبيقات المحتملة الأخرى لمواد الأكاسيد المعقدة خطوط نقل الطاقة فائقة التوصيل . [ 7 ] وقد استثمرت بعض الشركات في مشاريع تجريبية، لكن هذه التقنية ليست منتشرة على نطاق واسع.
الأكاسيد المعقدة التي يتم دراستها بشكل شائع
- تيتانات الباريوم ( مادة متعددة الخصائص المغناطيسية والكهربائية )
- فيريت البزموت (مادة متعددة الخصائص المغناطيسية والكهربائية)
- أكسيد البزموت والسترونتيوم والكالسيوم والنحاس (موصل فائق ذو درجة حرارة عالية)
- ألومينات اللانثانوم ( عازل عالي العزل الكهربائي )
- منجنيت اللانثانوم والسترونتيوم (مادة تُظهر مقاومة مغناطيسية هائلة )
- تيتانات زركونات الرصاص ( مادة كهرضغطية )
- تيتانات السترونتيوم ( مادة شبه موصلة ذات ثابت عزل كهربائي عالٍ )
- أكسيد الإيتريوم والباريوم والنحاس ( موصل فائق ذو درجة حرارة عالية )
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ إيشيهارا، تاتسومي (2009). أكسيد البيروفسكايت لخلايا الوقود الصلبة . خلايا الوقود وطاقة الهيدروجين ( الطبعة الأولى). سبرينغر الولايات المتحدة. ص 1. doi : 10.1007/978-0-387-77708-5 . ISBN 978-0-387-77708-5.
- ↑ غولدمان، أليكس (2006). "تطبيقات ووظائف الفريتات". تكنولوجيا الفريتات الحديثة ( الطبعة الثانية). سبرينغر الولايات المتحدة. ص 217-226 . doi : 10.1007/978-0-387-29413-1_8 . ISBN 978-0-387-28151-3.
- ↑ "ما هي تقنية "PZT"؟" . شركة American Piezo . شركة APC International المحدودة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 يونيو 2015 .
- ↑ هو، ج.؛ جو، ت. ر.؛ بوغز، س. (2010). "مقدمة تاريخية لتكنولوجيا المكثفات" . مجلة IEEE للعزل الكهربائي . 26 (1): 20-25 . Bibcode : 2010IEIM...26a..20H . doi : 10.1109/MEI.2010.5383924 . S2CID 23077215 . أُرشف بتاريخ 5 ديسمبر 2016 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
- ↑ "مسحوق كاثود أكسيد اللانثانوم والسترونتيوم والكوبالت" . مواد خلايا الوقود . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 يونيو 2015 .
- ↑ "قلادة | ابحث في مجموعات متحف فيكتوريا وألبرت" . متحف فيكتوريا وألبرت . مُهداة من السيدة جوان إيفانز . تم الاطلاع عليها بتاريخ 30 يناير 2014 .
{{cite web}}صيانة CS1: أخرى ( رابط ) رقم القطعة في المتحف M.138-1975 - ↑ "أنظمة كابلات الموصلات الفائقة" . AMSC.
روابط خارجية
- علم المواد: دخول الأكاسيد ، مجلة نيتشر. (الاشتراك مطلوب)
- فيزياء المادة المكثفة: أكاسيد معقدة مشتعلة
- الأكاسيد المعقدة: حكاية عدوين
- أسطح التلامس الأكسيدية
- المواد المغناطيسية الحديدية
- الأكاسيد
- الموصلية الفائقة
