Триглицина сульфат
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Глицин сульфат (3:1)
| |
| Другие имена
Глицин сульфат; ТГС
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.007.414 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 6 Н 17 Н 3 О 10 С | |
| Молярная масса | 323.27 g·mol −1 |
| Появление | Белый порошок |
| Плотность | 1,69 г/см 3 [1] |
| Структура | |
| Моноклиника | |
| П2 1 [2] | |
а = 0,9417 нм, б = 1,2643 нм, с = 0,5735 нм α = 90°, β = 110°, γ = 90°
| |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Триглицинсульфат ( ТГС ) — химическое соединение формулы (NH 2 CH 2 COOH) 3 ·H 2 SO 4 . Эмпирическая формула ТГС не отражает молекулярную структуру, которая содержит протонированные глициновые фрагменты и сульфат- ионы. ТГС с заменой протонов на дейтерий называется дейтерированным ТГС или ДТГС ; альтернативно, DTGS может относиться к легированному TGS. Путем допирования DTGS аминокислотой L- аланином свойства кристаллов улучшаются, и новый материал называется триглицинсульфатом, легированным дейтерированным L-аланином ( DLATGS или DLTGS ). Эти кристаллы являются пироэлектрическими и сегнетоэлектрическими , что позволяет использовать их в качестве фотоприемных элементов в инфракрасной спектроскопии и приложениях ночного видения. [3] Детекторы TGS также использовались в качестве мишени в видикона электронно-лучевых трубках .
ТГС имеет критическую точку параметра порядка поляризации при 322,5 К. [4]
Кристаллическая структура и свойства
[ редактировать ]
Кристаллы ТГС могут образовываться при испарении водного раствора серной кислоты и более чем трехкратного избытка глицина . [5] Они принадлежат к полярной пространственной группе P2 1 и поэтому являются пироэлектриками и сегнетоэлектриками при комнатной температуре, демонстрируя спонтанную поляризацию вдоль оси b (направление [010]). Температура Кюри сегнетоэлектрического перехода составляет 49 °С для ТГС и 62 °С для ДТГС. Кристаллическая структура состоит из SO 4 2− , 2(Н + H 3 CH 2 COOH) (G1 и G2 на диаграмме кристаллической структуры) и + NH 3 СН 2 СОО − (G3) виды, скрепленные водородными связями . [6] Эти связи легко разрываются полярными молекулами воды, что приводит к гигроскопичности ТГС – его кристаллы легко травятся водой. По оси b G1-SO 4 поочередно укладываются слои и G2-G3. Два ближайших соседних слоя с одинаковым химическим составом повернуты на 180° вокруг оси b относительно друг друга. [2] [7] Материалы DTGS и DLATGS являются производными TGS, которые имеют лучшие пироэлектрические свойства и дают меньший шум детектора, как показано в следующей таблице.
| Материал | ТГС | ДТГС | ДЛАТГС |
| Допинг | - | D 2 O как растворитель | 20% вес. L-Аланин |
| Температура измерения ( тот С) | 25 | ||
| Температура Кюри ( тот С) | 49 | 57-62 | 58-62 |
| Диэлектрическая проницаемость при 1 кГц | 22-35 | 18-22.5 | 18-22 |
| Спонтанная поляризация (мкКл/см 2 ) | 2.75 | 2.6 | - |
| Коэрцитивное электрическое поле (В/см) | 165 V/cm | ||
| Собственное поле смещения (кВ/см) | 0.664-5 | 0.664-5 | 2-5 |
| Диэлектрические потери tan δ | ~1×10 −3 -10×10 −3 | ||
| Показатель заслуг (ФОМ)
F i = p (нКл/см 2 . тот К) F V = p/ε´ (нКл/см 2 . тот К) F D = p/√ε" (нКл/см 2 . тот К) |
16-45 0.5-1.14 0.4-121 |
25-70 1.4 - |
25 1.13 - |
| Объемная удельная теплоемкость (Дж/см 3 . тот К) | 2.5 | 2.5 | 2.7 |
| Плотность (г/см 3 ) | 1.66 | 1.7 | 1.7 |
| Удельное сопротивление переменному току при 1 кГц (Ом·см×10 10 ) | 1.7 | 5 | 2.4 |
Типичные характеристики детекторов DLATGS
[ редактировать ]Типичные характеристики и пироэлектрические свойства детекторов ДЛАТГС с диаметром элемента 1,3 и 2,0 мм приведены в таблице ниже.
| Размер элемента (мм) | Ви вышел в
1 кГц |
Чувствительность к напряжению
В/Вт при 1 кГц |
В н при 1 кГц
(полоса пропускания 1 Гц) |
D* при 1 кГц
Детективность (смГц1/2/Вт) |
С (пФ) | загар δ | НЭП
(Вт/√Гц) | |
| 1.3 | Типичный | 3.20Е-5 | 50 | 3.00E-8 Максимум | 2.70E+8 | 10,6 (при 20 мкм) | 0.003 | 4.50E-10 |
| 2.0 | Типичный | 3.20Е-5 | 30 | 2.00E-8 Максимум | 3.50E+8 | 25 (при 25 мкм) | 0.003 | 4.50E-10 |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кван-Чи Као (2004). Диэлектрические явления в твердых телах: с акцентом на физические представления об электронных процессах . Академическая пресса. стр. 318–. ISBN 978-0-12-396561-5 . Проверено 12 мая 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Субраманиан Балакумар и Хуа К. Цзэн (2000). «Реконструкция с помощью воды на концах сегнетоэлектрических доменов кристаллов триглицинсульфата (NH 2 CH 2 COOH) 3 ·H 2 SO 4 ». Дж. Матер. Хим . 10 (3): 651–656. дои : 10.1039/A907937H .
- ^ «Пироэлектрические детекторы: материалы, применение и принцип работы» (PDF) .
- ^ Гонсало, Дж. А. (15 апреля 1966 г.). «Критическое поведение сегнетоэлектрического триглицинсульфата» . Физический обзор . 144 (2): 662–665. Бибкод : 1966PhRv..144..662G . дои : 10.1103/PhysRev.144.662 .
- ^ Пандия, Греция; Вяс, Д.Д. (1980). «Кристаллизация глицина-сульфата». Журнал роста кристаллов . 5 (4): 870–872. Бибкод : 1980JCrGr..50..870P . дои : 10.1016/0022-0248(80)90150-5 .
- ^ Чоудхури, Раджул Ранджан; Читра, Р. (2008). «Возврат к монокристаллическому нейтронографическому исследованию триглицинсульфата». Прамана . 71 (5): 911–915. Бибкод : 2009Прама..71..911С . дои : 10.1007/s12043-008-0199-5 . S2CID 122953651 .
- ^ Вуд, Э.А.; Холден, АН (1957). «Моноклинный глицинсульфат: кристаллографические данные» . Акта Кристаллогр . 10 (2): 145–146. Бибкод : 1957AcCry..10..145W . дои : 10.1107/S0365110X57000481 .
- ^ Аггарвал, доктор медицины (2010). Пироэлектрические материалы для неохлаждаемых инфракрасных детекторов: обработка, свойства и применение . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Центр космических полетов Маршалла. OCLC 754804811 .
- ^ «Разработка усовершенствованных пироэлектрических детекторов» (PDF) . ntrs.nasa.gov . 29 февраля 1972 г. Проверено 24 июля 2024 г.
- ^ «Пироэлектрические материалы» (PDF) . www.ias.ac.in. Проверено 26 июля 2024 г.
- ^ Араважи, С; Джаявель, Р; Субраманиан, К. (15 октября 1997 г.). «Рост и стабильность чистых и легированных аминокристаллов ТГС» . Химия и физика материалов . 50 (3): 233–237. дои : 10.1016/S0254-0584(97)01939-1 . ISSN 0254-0584 .
- ^ Аггарвал, доктор медицины; Батра, АК; Гугилла, П.; Эдвардс, Мэн; Пенн, Б.Г.; Карри-младший, младший «Пироэлектрические материалы для неохлаждаемых инфракрасных детекторов: обработка, свойства и применение» (PDF) . Технический меморандум НАСА .
- ^ Шринивасан, MR (1 мая 1984 г.). «Пироэлектрические материалы» . Вестник материаловедения . 6 (2): 317–325. дои : 10.1007/BF02743905 . ISSN 0973-7669 . S2CID 189911723 .
- ^ Компания Леонардо. «Детекторы ДЛАТГС» (PDF) .
- ^ Компоненты, Лазер. «Одноканальные пироэлектрические детекторы в режиме напряжения серии D31 / LT31» .