2013年--外文翻譯--三甘氨酸硝酸鋇單晶體的結(jié)構(gòu)，光學(xué)，機(jī)械性能和鐵電性（譯文）

1、<p>　　中文3300字,3000單詞，12300英文字符</p><p>　　出處：Vizhi R E, Babu D R. A Study on Structural, Optical, Mechanical and Ferroelectric Properties of Tri-Glycine Barium Nitrate Single Crystals[J]. Ferroelectrics L

2、etters Section, 2013, 40(1-3): 1-10.</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯</p><p>　　學(xué)院（系）： 化工學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 特種能源工程與煙火技術(shù) </p><p>　

3、　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　外文出處： </p><p>　　附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 </p>

4、<p>　　注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。</p><p>　　附件1：外文資料翻譯譯文</p><p>　　三甘氨酸硝酸鋇單晶體的結(jié)構(gòu)，光學(xué)，機(jī)械性能和鐵電性</p><p>　　RE Vizhi, DR Babu</p><p>　　鐵電材料三甘氨酸硝酸鋇單晶體是在水溶液中采用緩慢冷卻技術(shù)受控蒸發(fā)而得到的。反復(fù)重結(jié)晶過(guò)程得到

5、高透明度的晶種。高光學(xué)質(zhì)量的晶種已經(jīng)被用來(lái)大量制得。這種合成材料的溶解度是以水為溶劑而規(guī)定的。分別在20℃和50℃下測(cè)量TGBN的溶解度，發(fā)現(xiàn)該材料具有正溫度系數(shù)的溶解度。用單晶體X射線進(jìn)行衍射分析這種晶體結(jié)構(gòu)，F(xiàn)TIR分析確認(rèn)了有復(fù)雜官能團(tuán)的存在。這些樣品的維氏硬度是用三豐MH120顯微硬度測(cè)試的。測(cè)量是在存在各種力的室溫中。</p><p>　　關(guān)鍵字：溶液生長(zhǎng)，TGBN晶體，鐵電物質(zhì)，硬性</p>

6、;<p><b>　　1．引言</b></p><p>　　α氨基甘氨酸與一系列的無(wú)機(jī)物組成加成產(chǎn)物，尤其是與無(wú)機(jī)酸。他們中的一些表現(xiàn)出相變，同時(shí)伴有有趣的介電和彈性性能。這種晶體家族中最典型的就是包括鮮為人知的甘氨酸加成產(chǎn)物如硫酸三甘氨酸，硒酸三甘氨酸，甘氨酸，亞磷酸甘氨酸等。三甘氨酸硝酸鋇簡(jiǎn)稱為TGBN，是這一類別中最新的一個(gè)鐵電晶體，由硝酸鋇和甘氨酸組成。鐵電晶體是由不同

7、的基團(tuán)組成的，通過(guò)一些調(diào)查也理解了鐵電體的相變機(jī)制。然而，到目前為止，并沒(méi)有提供任何詳細(xì)的晶體成長(zhǎng)的信息和相關(guān)特性。據(jù)報(bào)道，甘氨酸結(jié)合無(wú)機(jī)材料形成單晶體，但只有很少的人曾報(bào)道說(shuō)它有鐵電性和非線性性質(zhì)。</p><p>　　因此本文中，我們通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室中詳細(xì)研究，提出了鐵電性和非線性隨著生長(zhǎng)狀況，結(jié)構(gòu)，受熱性和TGBN的顯微硬度變化。</p><p><b>　　2.實(shí)驗(yàn)步驟<

8、;/b></p><p>　　2.1材料合成及溶解度</p><p>　　用三重蒸餾水作為溶劑，溶解3:1高純度甘氨酸[NH2CH2COOH]（AR級(jí)）和硝酸鋇（Aldrich），就可以合成甘氨酸硝酸鋇。為了得到純凈的材料。TGBN合成鹽在合成之前要多次結(jié)晶，在生成開(kāi)始前，我們會(huì)用帶有磁力攪拌器的一個(gè)超低溫恒溫器，在25℃—45℃環(huán)境中進(jìn)行對(duì)TGBN溶解度的研究。溶液要存放于恒定的溫

9、度中，并用磁力攪拌器不斷攪拌，以確保整個(gè)溶液都處于恒定的溫度和濃度中，在達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，溶液的含量要進(jìn)行重量分析，并且每個(gè)溫度都要重復(fù)進(jìn)行這個(gè)過(guò)程，結(jié)果如圖1所示，溶解度曲線的遞增長(zhǎng)說(shuō)明通過(guò)緩慢冷卻能培養(yǎng)溶液，但是也能采用溶劑蒸發(fā)的辦法生成。</p><p>　　圖1：TGBN的溶解度隨溫度的變化關(guān)系</p><p><b>　　2.2 晶體生長(zhǎng)</b></p&

10、gt;<p>　　在本次調(diào)查中，通過(guò)兩種方法生成了干氨基酸硝酸鋇單晶體，即溶劑蒸發(fā)或緩慢冷卻。從結(jié)晶鹽開(kāi)始，溶液就處在40℃的溶解度，并且在繁殖前榮也要保持在這個(gè)溶解度兩天，晶體生長(zhǎng)采用的是緩慢冷卻法。一個(gè)能夠?qū)囟染_控制到±0.01℃的電子加熱恒溫浴室被用來(lái)展示這個(gè)過(guò)程，適當(dāng)大小的試驗(yàn)種子被綁在一條尼龍線上，然后沉浸在結(jié)晶鹽的溶液中。在整個(gè)生長(zhǎng)階段，溫度會(huì)以每天0.1℃的速度降低。而溶液從始至終都要以一個(gè)恒定

11、的速度被順時(shí)針和逆時(shí)針攪拌，以確保溶液濃度在生成過(guò)程中保持恒定。用緩慢冷卻法的一個(gè)典型生長(zhǎng)周期為30—35天，而且溶劑蒸發(fā)法則只用7天左右的時(shí)間。但是，用溶劑蒸發(fā)法生成的晶體是7*6*2的，緩慢冷卻法生成的晶體是15.7*14.8*9.5的。圖2所示為在實(shí)驗(yàn)中用緩慢冷卻法生成的高透明TGBN晶體。</p><p>　　圖2：TGBN的晶體生長(zhǎng)</p><p><b>　　2.3

12、特征描述</b></p><p>　　生成TGBN晶體的細(xì)粉末被用來(lái)做X射線衍射分析的粉末，用來(lái)確認(rèn)結(jié)晶質(zhì)量，并且用每分鐘掃描速度為2°的1.5418A((CuKα)強(qiáng)烈射線的一臺(tái)Rich Seifort(model2002)X射線衍射儀來(lái)識(shí)別晶格參數(shù)。官能團(tuán)是采用紅外光譜分析法，在Avatar33.紅外光譜儀中通過(guò)KBr壓片法而確定的。TGBN晶體的FTIR透射光譜的記錄范圍為400—40

13、00cm-1。晶體的光學(xué)性能在190—1100mm的范圍內(nèi)用HITACHIUV—2800UV—Vis紫外可見(jiàn)光光度檢測(cè)出來(lái)的。樣品的維氏硬度是采用Mitutoyo MH 120顯微硬度計(jì)計(jì)算的。測(cè)量是在受各種因素影響的室溫下進(jìn)行的，為確保非線性特征，對(duì)TGBN晶體進(jìn)行了Kurtz powder SHG測(cè)試。P-E之后研究使用鐵電回線示蹤（輻射技術(shù)，美國(guó)）完成。</p><p><b>　　3 結(jié)論與討論

14、</b></p><p>　　生成警惕的結(jié)構(gòu)通過(guò)單晶XRD分析，用SHELXL程序中的全矩陣最小二乘法直接求解。計(jì)算晶體參數(shù)列于表1中：</p><p>　　從圖3的XRD研究中，我們可以確認(rèn)結(jié)晶質(zhì)量。這可以通過(guò)XRD的分析。TGBN晶體屬于正交結(jié)構(gòu)，觀察得出，生成晶體的結(jié)構(gòu)如圖4所示。官能團(tuán)均用紅外光譜分析證實(shí)。圖5所示為TGBN的紅外光譜。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，N-H和C-H分別

15、在3433.93處和2850.40處。C-N的伸縮振動(dòng)在2423.1cm-1處。通過(guò)在815.99cm的吸收最高點(diǎn)被證實(shí)。另外在1350.96和2813.61的最高點(diǎn)分別歸于醋酸根離子和CH2組。使用HITACHI UV-2800 UV–Vis分光光度計(jì)在190至1100范圍測(cè)量TGBN結(jié)晶的透明度。透明度和波長(zhǎng)的劃分在圖6中表示。我們知道結(jié)晶在所有可見(jiàn)光的范圍內(nèi)有優(yōu)越的傳播能力而且切斷波長(zhǎng)的下限約為280nm?？梢?jiàn)范圍內(nèi)的透射窗使第二

16、諧振頻率的Nd:YAG激光能夠良好的光學(xué)傳播。</p><p>　　圖3：TGBN的RDX圖</p><p>　　圖4：TGBN的典型形態(tài)</p><p>　　對(duì)TGBN晶體的力學(xué)特征的研究是在室溫下采用顯微硬度測(cè)試，透明的TGBN晶體，無(wú)裂紋，擁有平整光滑的平面，體積大約為7*6*2，被選用做靜態(tài)壓痕試驗(yàn)。晶體中被選擇的那一面，在用依附在一臺(tái)入射光顯微鏡上的金字塔

17、維氏硬度計(jì)壓頭，以每10秒為一個(gè)停延時(shí)間，用10-100g不同負(fù)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生輕微的縮進(jìn)?？s進(jìn)的痕跡大致成方形，這個(gè)痕跡的形狀即結(jié)構(gòu)，面與物質(zhì)互相依賴。這兩條對(duì)角線的長(zhǎng)度已經(jīng)由卸載后連續(xù)到顯微鏡目鏡上的千分尺測(cè)量出來(lái)了。</p><p>　　圖5：TGBN的紅外光譜</p><p>　　圖6：TGBN的UV-VIS-NIR光譜</p><p>　　圖7：維氏硬度（HV

18、）情節(jié)與負(fù)載（P）的TGBN</p><p>　　對(duì)于這種特定的負(fù)重，至少有三個(gè)明確的痕跡已經(jīng)認(rèn)定并且計(jì)算出平均值（如圖8所示）：</p><p>　　圖8：TGBN的加工硬化系數(shù)</p><p>　　從這張圖可以清楚地看到，顯微硬度值隨著無(wú)痕負(fù)載的增長(zhǎng)而增加。維氏硬度值的計(jì)算使用的是標(biāo)準(zhǔn)公式</p><p>　　Vickersmicroha

19、rdnessHv = 1.8544P/d2 kgmm?2 (1)</p><p>　　P-接受的負(fù)荷 d-壓痕的對(duì)角線的長(zhǎng)度</p><p>　　當(dāng)負(fù)荷超過(guò)100g時(shí)，標(biāo)記的壓痕周圍開(kāi)始出現(xiàn)破裂。（圖8）。邁耶定律，對(duì)負(fù)荷和壓痕的尺寸間關(guān)系給出了明確的表達(dá)。</p><p>　　K1是材料的常量，n是邁耶指數(shù)，其他的符號(hào)表示它們通常的含義。</p>&

20、lt;p>　　P = k1dn (2)</p><p>　　logP的圖像違反logd最小的方塊的圖像直線圖，很好的對(duì)應(yīng)了邁耶定律。n的價(jià)值在于通過(guò)找到圖像的斜率</p><p>　　通過(guò)圖8可以觀察到Hv的增加伴隨著負(fù)荷的增加。通過(guò)結(jié)合1和2，

21、我們得到公式3 </p><p>　　Hv = 1.8544k1dn?2 (3)</p><p>　　以上明確的說(shuō)明當(dāng)n＞2的時(shí)候，Hv會(huì)隨著P的增加而增加，相同的，當(dāng)n＜2的時(shí)候會(huì)減小。這很好的與實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)相一致并且因此證明普通的壓痕尺寸效應(yīng)。根據(jù)Onitsch和Hanneman的

22、研究成果，較硬的材料n的數(shù)值應(yīng)該在1到1.6之間而較軟的材料n的數(shù)值要高于1.6.因此，TGBN屬于一種軟的材料種類。</p><p>　　圖9：TGBN晶體的各向異性</p><p>　　為了研究晶體的各項(xiàng)異性，我們繪制了作為在 25g負(fù)荷內(nèi)超過(guò)0°-300°的晶體取向的這么一項(xiàng)功能上的HV變化。從晶體取向和發(fā)現(xiàn)的周期變化可知壓痕的形狀沒(méi)有失真。在定位上最大值和最小值

23、重復(fù)著90°的變化。已觀測(cè)到的顯微鏡硬度最高值分別在120°，240°和300°的方位，上述結(jié)果表明了TGBN晶體的顯微硬度各向異性行為。我們觀察到的硬度與負(fù)荷的變化在晶體結(jié)構(gòu)中起著重要的作用。因此，硬度變化取決于硬度計(jì)相對(duì)于晶體方位的改變。</p><p>　　圖10：TGBN磁滯現(xiàn)象的研究曲線</p><p>　　圖11：TGBN晶體在切割表面的

24、AFM圖像</p><p>　　TGBN晶體的粉末倍頻測(cè)量使用了Kurtz和Perry技術(shù)。Nd:YAG激光光束的波長(zhǎng)為1064nm的輸入能量與KPP用來(lái)給目前的工作作為參考資料。粉末樣品緊密地放置在毛細(xì)管。激光直接射在樣品上。第二天諧波信號(hào)由廣電倍增管檢測(cè)顯示在示波器上，一束從樣品發(fā)射出來(lái)的明亮的綠色閃光被看做輸出。</p><p>　　鐵電材料的一個(gè)最典型、最重要的特征是通過(guò)電廠極化反

25、轉(zhuǎn)（或開(kāi)關(guān)）?？捎^測(cè)到的極化材料的自然狀態(tài)就是一個(gè)多疇狀態(tài)電場(chǎng)的應(yīng)用將會(huì)減少（陶瓷）或完全除去（晶體）疇壁，在鐵電材料中，疇壁的轉(zhuǎn)換引發(fā)的一個(gè)后果就是鐵電滯后關(guān)于鐵電材料的疇壁轉(zhuǎn)換有一個(gè)推論是鐵電磁滯環(huán)的發(fā)生。這個(gè)樣本被從30℃加熱到100℃。圖7、9可以觀察到TGBN樣本產(chǎn)生自發(fā)偏振的條件是0.15μm/cm²。研究得出7.9kV/cm可以產(chǎn)生矯頑磁場(chǎng)。碎片樣本經(jīng)過(guò)頻率為160Hz的電場(chǎng)。X軸表示接受的電場(chǎng)強(qiáng)度，Y軸表示偏振

26、水平。該樣本順著TGBN晶體平面開(kāi)裂。新破裂的表面可以在接觸模式AFM操作中被觀察到。圖11展示了TGBN晶體在切割表面的AFM圖像。</p><p><b>　　4.結(jié)論</b></p><p>　　根據(jù)上述結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：</p><p>　　我們可以生成TGBN高質(zhì)量單晶體，也已發(fā)現(xiàn)了晶格參數(shù)。在形態(tài)學(xué)研究中，TGBN屬于交晶系晶

27、體結(jié)構(gòu)。樣品的功能頻率也由紅外光譜證實(shí)。</p><p>　　非線性光學(xué)性質(zhì)通過(guò)Kurtz power SHG技術(shù)，由綠色頻率的輻射證實(shí)。當(dāng)所載負(fù)荷從10—100g變化時(shí)，硬度也隨負(fù)荷的增加而增加，這時(shí)維氏硬度值位于47—54.5kg/mm。這種類型的Hv變化可以由Meger關(guān)系解釋。Meger的指標(biāo)值為2.2，這表明TGBN屬于軟物質(zhì)范疇。</p><p>　　硬度的各項(xiàng)異性與在負(fù)重25