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偏硼酸钡

化学物质

偏硼酸钡Ba(BO2)2，分子量222.95，白色斜方晶系的晶状粉末。相对密度3.25～3.35。熔点1060℃。微溶于水，易溶于盐酸。具有防锈、抗粉化、耐高温、防火和防霉等性能。改性偏硼酸钡用于涂料工业中的底漆、面漆，是一种新型无毒防锈颜料，也用于陶瓷、造纸、橡胶、纺织品及塑料等行业中。

结构物理性质
点群：三方晶系 R 3c
晶胞参数：a = b = 12.532 c = 12.7117 z = 6
熔点：1095 ± 5 ℃
相变点：925 ± 5 ℃
光学均匀性：δ n = 10 -6 /cm
莫氏硬度：4-5
密度：3.85g /cm 3
吸收系数：< 0.1 % /cm@1064nm
热导率：⊥ c,1.2W/m/k c ∥，1.6W/m/k
计算化学数据
1、疏水参数计算参考值（XlogP）：无
2、氢键供体数量：2
3、氢键受体数量：6
4、可旋转化学键数量：0
5、互变异构体数量：无
6、拓扑分子极性表面积：82.3
7、重原子数量：9
8、表面电荷：0
9、复杂度：7.5
10、同位素原子数量：0
11、确定原子立构中心数量：0
12、不确定原子立构中心数量：0
13、确定化学键立构中心数量：0
14、不确定化学键立构中心数量：0
15、共价键单元数量：5
合成方法
1、硼砂硫化钡法将重晶石和煤粉的混合物料焙烧，经萃取器热水浸取，得硫化钡料液，再与硼砂水溶液和硅酸钠水溶液各自计量加入反应器中，三种物料加完后，将反应器密闭，升温至110℃±5℃，搅拌反应2 h后，冷却至70～80℃，沉淀物经离心分离、水洗、干燥、粉碎后，制得偏硼酸钡成品。
2、顶部籽晶熔盐法，我国首次用该法生长出新型无机非线性光学晶体材料偏硼酸钡。原料碳酸钡和硼酸按比例加入坩埚，同时加入适量助熔剂碳酸钠。采用电阻加热。当原料熔化后，保温数小时，使熔液完全熔融并均匀混合。将籽晶下至溶液中，降温，转动籽晶并缓慢向上提拉，生长出高质量的尺寸ф46mm×18mm的晶体。该法克服了自发成核数目过多的缺点。
贮存方法
应贮存于阴凉、通风、干燥的库房内。严禁与油类物质一起堆放。
用途
1、用于涂料工业中的底漆、面漆，是一种新型的防锈颜料，也用于陶瓷、造纸、橡胶和塑料等工业中。
2、用作添加型阻燃剂，阻燃效能不及氧化锑，但因价廉，可作为氧化锑类阻燃剂的部分代用品，与含卤阻燃剂并用有协同效应。适用于环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂、聚醋酸乙烯、丙烯酸树脂、聚氨酯、聚氯乙烯等。
光学性质
偏硼酸钡（β -BaB 2 O 4，简称 BBO）是具有综合优良性能的非线性光学晶体，具有较宽的透光波段（190nm-3500nm）和位相匹配范围（409.6nm-3500nm），大的非线性光学系数，高的抗光损伤阈值，较宽的温度带宽及优越的光学均匀性为各种非线性光学应用提供实际可能性 .
BBO 的主要应用 :
Nd:YAG 和 Nd:YLF 激光器的 2,3,4,5 次谐波的产生。
染料激光器的倍频，三倍频以及混频的发生。
钛宝石和紫翠玉激光器的 2,3,4,5 次谐波的产生
可用于多种先进的激光技术的研发例如全固态，宽波段调协激光，超短脉冲激光，以及 DUV 激光等等。
光参量放大（OPA）和光参量振荡 （OPO）。
线性光学性质
透光波段：190-3500nm
负单轴晶体，no，ne可以通过Selleimer公式求得：
no=2.7359+0.01878/（λ-0.01822）-0.01354λ
ne=2.3753+0.01224/（λ-0.01667）-0.01516λ
折射率参数：1064nm n e = 1.5425 n o = 1.6551
532nm n e = 1.5555 n o = 1.6749
266nm n e = 1.6146 n o = 1.7571
热光系数：dno/dT = -9.3 × 10 -6 / ℃
dno/dT = -16.6 × 10 -6 / ℃
非线性光学性质
可实现位相匹配的输出波长：190-1750nm
非线性线性光学系数：d11 = 5.8 × d 36 (KDP)
d31 = 0.05 × d 11
d22 < 0.05 × d 11
电光系数：r11 = 2.7pm/v,r22,r31 < 0.1 r11
半波电压：48KV (at 1064nm)
损伤阈值：@1064nm 5GW/cm 2 （10ns）; 10GW/cm 2 （1.3ns)
@532nm 1GW/cm 2 （10ns）; 7GW/cm 2 （250ps）
损伤阈值：@1064nm 5GW/cm 2 （10ns）; 10GW/cm 2 （1.3ns)
@532nm 1GW/cm 2 （10ns）; 7GW/cm 2 （250ps）
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