Quelltext der Seite Kaliumniobat

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel   = [[Datei:Cubic perovskite structure.png|200px|Struktur von Kaliumniobat]]
| Kristallstruktur = Ja
| Strukturhinweis  = {{Farbe|#008B8B|Kreis=1}} [[Kalium|K]]<sup>+</sup> {{0}} {{Farbe|#C0C0C0|Kreis=1}} [[Niob|Nb]]<sup>5+</sup> {{0}} {{Farbe|#EE0000|Kreis=1}}  [[Sauerstoff|O]]<sup>2−</sup>
| Suchfunktion     = KNbO3
| Andere Namen     = Kaliummetaniobat
| Summenformel     = KNbO<sub>3</sub>
| CAS              = {{CASRN|12030-85-2}}
| EG-Nummer        = 234-744-4
| ECHA-ID          = 100.031.573
| PubChem          = 
| ChemSpider       = 
| Beschreibung     = orthorhombische Kristalle<ref name="photox" />
| Molare Masse     = 180,01 g·mol<sup>−1</sup>
| Aggregat         = fest
| Dichte           = 4,62 g·cm<sup>−3</sup><ref name="photox">{{Webarchiv | url= http://www.photox.co.uk/knbo3.htm | archive-is= 20130729 | text=''Potassium Niobate Crystal. KNbO<sub>3</sub>.''}} Datenblatt bei Photox Optical Systems.</ref>
| Schmelzpunkt     = ≈ 1100 °C<ref name="CRC90_10_246">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Physical Constants of Inorganic Compounds|Kapitel=4|Startseite=83}}</ref>
| Siedepunkt       = 
| Dampfdruck       = 
| Löslichkeit      = 
| Quelle GHS-Kz    = <ref name="alfa">{{Alfa|10843|Abruf=2021-12-06}}</ref>
| GHS-Piktogramme  = {{GHS-Piktogramme|-}}
| GHS-Signalwort   = 
| H                = {{H-Sätze|-}}
| EUH              = {{EUH-Sätze|-}}
| P                = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P         = 
| ToxDaten         = {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Ratte |Applikationsart=oral |Wert=3000 mg·kg<sup>−1</sup> |Bezeichnung= |Quelle=<ref>Sicherheitsdatenblatt {{Webarchiv | url=http://agrippina.bcs.deakin.edu.au/bcs_admin/msds/msds_docs/Potassium%20niobate.pdf | wayback=20070929131051 | text=Potassium Niobate}} bei Sigma-Aldrich, vom 18. März 2004.</ref> }}
}}

'''Kaliumniobat''' ist eine [[chemische Verbindung]] aus [[Kalium]], [[Niob]] und [[Sauerstoff]] die als [[Einkristall]] in der [[Laser]]technik und für [[Nichtlineare Optik|nichtlineare optische Systeme]] verwendet wird.

== Gewinnung und Darstellung ==
Kaliumniobat-Einkristalle können in [[Kristallzucht]]anlagen aus Schmelzen von Kaliumniobat, die analysentechnisch aus [[Niob(V)-oxid]] und [[Kaliumoxid]] im leichten Überschuss bestehen, gezüchtet werden. Zuvor wird Kaliumniobat durch zusammenschmelzen von [[Kaliumcarbonat]] und Niob(V)-oxid hergestellt.<ref>{{Patent| Land=DE| V-Nr=69418119| Code=T2| Titel=Verfahren zur Herstellung eines Kaliumniobat-Einkristalls| A-Datum=1994-09-08| V-Datum=1999-09-23| Anmelder=Mitsui Chemicals Inc| Erfinder=Kazuhiro Yamada et al}}</ref> Bei Abkühlung der Einkristalle unter etwa 435&nbsp;°C findet der Übergang von der kubischen in die ferroelektrische, tetragonale Modifikation statt. Unterhalb von etwa 220&nbsp;°C liegt stabil die rhombische Struktur mit vielen (12 möglich) unterschiedlichen kristallographischen Orientierungen ([[Weiss-Bezirk|Domänen]]) vor.<ref>Universität Osnabrück: {{Webarchiv |url=http://www.sfb225.uni-osnabrueck.de/bericht1987/b87a1.pdf |text=Züchtung von KNbO3- und KTa<sub>1-x</sub>Nb<sub>x</sub>O<sub>3</sub>-Kristallen |wayback=20060908092324 |archive-today=}} (PDF; 597&nbsp;kB)</ref>

:<math>\mathrm{K_2CO_3 + Nb_2O_5 \longrightarrow 2 \ KNbO_3 + CO_2 \uparrow}</math>

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
Kaliumniobat-Kristalle besitzen eine ins orthorhombische verzerrte [[Perowskit]]-Struktur mit den Gitterparametern a&nbsp;=&nbsp;569,7&nbsp;pm, b&nbsp;=&nbsp;397,1&nbsp;pm und c&nbsp;=&nbsp;572,2&nbsp;pm. Sie haben [[Ferroelektrikum|ferroelektrische Eigenschaften]] und eine [[Mohshärte]] von 5.<ref name="photox" /><ref>optical-components.com: {{Webarchiv |url=http://knbo3.optical-components.com/ |text=KNbO3 Crystal |wayback=20070818130918 |archive-today=}}</ref> Kaliumniobat hat den größten [[Kerr-Effekt|nichtlinearen optischen Koeffizienten]] aller kommerziell verfügbaren anorganischen Kristalle und besitzt eine Doppelbrechung.<ref>ii-vi.de: {{Webarchiv | url=http://www.ii-vi.de/site/pages_de_de/vloc/vloc/knbo3.php | wayback=20110114062334 | text=KNbO<sub>3</sub>}}</ref> Aus diesem Grund wird die Verbindung bei Lasern für die [[Frequenzverdopplung]] und andere optische Prozesse benutzt. Er ist im [[Wellenlänge]]nbereich von 400 bis 4500 nm [[Transparenz (Physik)|transparent]]. Sein [[Brechungsindex]] ist abhängig von der Wellenlänge<ref>A. Radoua, D. Khatib: {{Webarchiv |url=http://www.fsr.ac.ma/MJCM/sup_pdf/pdf_vol2/vol2-art16.pdf |text=''Theoretical study of photorefractive effect in reduced potassium niobate crystals.'' |wayback=20131101055507 |archive-today=}} (PDF; 146&nbsp;kB) Laboratoire de Physique du Solide Théorique, Département de Physique, Faculté des Sciences, BP : 28/S, Université Ibn Zohr, 80000 Agadir, Maroc</ref> und der Lichteinfallsrichtung in den Kristall und beträgt ≈2,2 (2,12 bei 1064 nm in x-Richtung und 2,38 bei 532 nm in z-Richtung). Da er seine Kristallstruktur bei −50&nbsp;°C, 200&nbsp;°C und 430&nbsp;°C ändert, muss der Kristall für optische Einsatzzwecke im Temperaturbereich zwischen −40 und +200&nbsp;°C gehalten werden. Zusätzlich tritt bei dem Kristall ein [[piezoelektrischer Effekt]]<ref>[http://www.informaworld.com/smpp/content~content=a713716887~db=all ''Preparation of Potassium Niobate Single-Domain Crystals and Their Piezoelectric Properties.''] In: ''Ferroelectrics.'' Volume 292, Issue 1.</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.scientific.net/KEM.301 |titel=Electroceramics in Japan VIII |abruf=2019-05-05 |sprache=en}}</ref><ref>S. Wada, K. Muraoka, H. Kakemoto, T. Tsurumi: [http://icpr.snu.ac.kr/resource/wop.pdf/J01/2005/046/R01/J012005046R010073.pdf ''Piezoelectric Properties of Potassium Niobate Single Crystals by Domain Engineering.''] In: ''Journal of the Korean Physical Society.'' Vol. 46, No. 1, Januar 2005, S. 73–76.</ref> auf, wodurch er als [[Ultraschall]]quelle genutzt werden kann.
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=== Chemische Eigenschaften ===
unter anderem Reaktionen, ...
-->

== Verwendung ==
[[Einkristall]]ine Nanodrähte aus Kaliumniobat werden in der [[Nahfeldmikroskopie]] als Beleuchtungsquelle<ref>pro-physik.de: [http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=9372 Nano-Lampe für Nahfeldmikroskope]</ref> (erzeugt durch Frequenzverdopplung aus [[infrarot]]em in grünes Licht) verwendet. In der Lasertechnik und [[nichtlineare Optik|nichtlinearen Optik]] wird Kaliumniobat zum Beispiel zur Frequenzverdopplung, als Medium für optisch-parametrische [[Oszillator]]en und anderes verwendet. In der Akustik wird es als Ultraschallquelle verwendet.

== Siehe auch ==
* [[Lithiumniobat]]
* [[Natriumniobat]]

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* [http://www.opus-bayern.de/uni-wuerzburg/volltexte/2003/665/pdf/5_Theoretische_Grundlagen.pdf Theoretische Grundlagen] (PDF-Datei; 238&nbsp;kB)

[[Kategorie:Kaliumverbindung]]
[[Kategorie:Niobat]]
[[Kategorie:Nichtlineare Optik]]