The pyroelectric properties of tourmaline: The influence of composition and crystal structure

Abstract

Аннотация к выпускной квалификационной работе И.А. Чернышовой «Пироэлектрические свойства турмалинов: влияние состава и кристаллической структуры»

Работа посвящена проблеме создания природоподобных материалов, характеризующихся спонтанным дипольным моментом в широком интервале температур. Целью работы является выявление связей между кристаллохимическими особенностями и пироэлектрическими свойствами турмалинов. В процессе выполнения работы верифицирована методика изучения пироэлектрических свойств турмалина динамическим методом; рассчитаны дипольные моменты и определены значения пироэлектрических коэффициентов природных и синтетических турмалинов различного состава; детально изучено влияние температуры на кристаллическую структуру и свойства Ni-содержащего турмалина. Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка использованной литературы. Во введении раскрывается актуальность выбранной темы, описываются цель и задачи дипломной работы. В первой главе проведён детальный обзор литературы по кристаллической структуре турмалина, его поведении при разных температурах, пироэлектрическим свойствам, а также их применению. Вторая глава посвящена описанию комплекса подходов и методов, использованных в работе. В третьей главе приводятся результаты характеризации исследуемых турмалинов (оценки химической однородности, блочности, кристаллохимических особенностей), расчета дипольных моментов турмалинов различного состава и определения их термических физических свойств (пироэлектричество, тепловое расширение). В четвёртой главе обсуждается зависимость дипольных моментов и пироэлектрических коэффициентов турмалина от химического состава; анализируются закономерности поведения Ni-содержащего турмалина в интервале температур -173-117°С. Проводится сравнение полученных результатов с литературными данными. Объем работы 53 страницы, она содержит 27 таблиц, 8 формул и 11 рисунков. Ключевые слова работы: турмалин, пироэлектрический коэффициент, дипольный момент, коэффициент теплового расширения.

IA. Chernyshova "Pyroelectric properties of tourmalines: the effect of composition and crystal structure" The work is devoted to the problem of creating nature-like materials characterized by a spontaneous dipole moment in a wide range of temperatures. The aim of the work is to identify the relations between the crystal-chemical features and the pyroelectric properties of tourmaline. In the work process, the method of studying the pyroelectric properties of tourmaline by the dynamic method was verified; the dipole moments were calculated and the values of the pyroelectric coefficients of natural and synthetic tourmalines of various compositions were determined. The temperature effect on the crystal structure and properties of Ni-containing tourmaline was studied in detail. The work consists of introduction, four chapters, conclusion and list of references. In the introduction reveals the relevance of the chosen topic, describes the purpose and objectives of the thesis. The first chapter contains a detailed review of the literature on the crystal structure of tourmaline, its behavior at different temperatures, pyroelectric properties, and their application. The second chapter is devoted to the description of the set of approaches and methods used in the work. The third chapter presents the results of characterization of the tourmalines under study (estimates of chemical homogeneity, blockiness, crystal chemical features), the calculation of tourmaline dipole moments of different composition and the determination of their thermal physical properties (pyroelectricity, thermal expansion). The fourth chapter discusses the dependence of the dipole moments and the pyroelectric coefficients of tourmaline on the chemical composition. The behavior of Ni-containing tourmaline in the temperature range -173-117 ° С are analyzed. A comparison of the results obtained with the literature data is given. The volume of work is 53 pages, it contains 27 tables, 8 formulas and 11 figures. Keywords of work: tourmaline, pyroelectric coefficient, dipole moment, coefficient of thermal expansion.