Стеклообразование в системах NaF – MeF2 – CdSO4 (Me – Ca, Ba)

Tg/Tl

?T, K

Нr

H`

S, K

1

54ZrF4-23BaF2-4LaF3-3AlF3-16NaF

535

0.72

164

4.32

0.31

-

2

30GaF3-25SrF2-25CdF2-15ZnF2-5ThF4

601

0.69

85

0.47

0.14

0.99

3

36InF3-20ZnF2-20BaF2-20SrF2-4GaF3

582

0.68

105

0.63

0.18

4.32

4

20YF3-40AlF3-20BaF2-20CaF2

713

0.66

103

0.38

0.14

2.02

5

30PbF2-20GaF3-15InF3-20CdF2-15ZnF2

516

-

111

-

0.22

4.3

Таким образом, изучение стеклообразования в тройной системе NaF - МеF2 - CdSO4 (Me - Ca, Ba) показало, что при высоких (до 1000 град/с) скоростях закаливания, можно получить образцы, находящиеся в стеклообразном состоянии.

ВЫВОДЫ

Впервые построены диаграммы плавкости четырех систем CdSO4 - NaF; CaF2 - CdSO4; NaF - BaF2; BaF2 - CdSO4. Все диаграммы эвтектического типа без взаимной растворимости исходных компонентов.

В системах NaF - MeF2 - CdSO4 (Me - Ca, Ba) впервые расчетным путем определены области стеклования, границы которых подтверждены экспериментальными исследованиями. Область стеклования примыкает к бинарному разрезу NaF - CdSO4 и распространяется в направлении к BaF2, CaF2.

Определены характеристические температуры фторсульфатных стекол и рассчитаны критерии их термической стабильности. Для всех полученных стекол выполняется правило Каузмана (правило «двух третей»). Введение в кадмий - натриевые стекла фторидов кальция или бария приводит к заметному повышению их устойчивости к кристаллизации, что отражается в увеличении всех значений критериев термической стабильности. Критерий Груби (Нr) для всех стекол находится в пределах от 0.069 до 0.204, что свидетельствует о низкой термической стабильности стекол и требует высоких (более 100 град/с) скоростей охлаждения расплавов при синтезе стекол.

Все полученные стекла прозрачны в УФ, видимой и ИК областях спектра от 258-270 нм до 7-8 мкм. В длинноволновой области ограничение пропускания обусловлено началом фундаментального поглощения, а в коротковолновой - собственными колебаниями решетки. Синтезированные стекла являются диэлектриками, Еg = 4,6- 4,8 эВ

ЛИТЕРАТУРА

1. Петрова Е.М. Закономерности формирования структуры стекол на основе FeF3, GaF3, InF3 и ZrF4 / Автореф. дис. канд. хим. наук // Сибирск. гос. техн. ун-т.: Красноярск, 1998. -29с.

2. Байдаков Л.А. Количественный критерий стеклообразующей способности вещества на основе учета природы химической связи // Физика и химия стекла, 1994. Т.20. №3. С. 341-347.

3. Мазурин О.В. Стекло: природа и строение. - Л., 1985

4. Демкиной Л.И. Физико-химические основы производства оптического стекла. - Л.: Химия, 1976. С. 456.

5. Качалов Н.Н. Стекло. - М.: Изд-во АН СССР, 1959.

6. Шульц М.М., Мазурин О.В., Порай-Кошиц Е.А. Стекло: природа и строение. - Л.: Знание, 1985. С. 32.

7. Краева Н.В., Кертман А.В., Андреев О.В. Стеклообразование в системах Ga2S3-MeS-MeF2 (Me = Mg, Ca, Sr, Ba) // Тез. докл. Всеросс. конф. «Химия твердого тела и функциональные материалы»; УрО РАН. - Екатеринбург, 2004. С. 224.

8. Федоров П.П., Закалюкин Р.М., Игнатьева Л.Н., Бузник В.М. Фториндатные стекла // Успехи химии, 2000. Т.69. №8. С.767-779.

9. Плахотник В.Н. Фториды вокруг нас. // Соросовский образовательный журнал. №2, 1998. С.95.

10. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: Учеб. для вузов. - М.: Высшая школа, 1981. - 679 с.

11. Реми Г. Курс неорганической химии. В 2-х кн. Кн. 2. - М.: Мир, 1966. - 836 с.

12. Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. - М.: Мир, 1971. - 560 с.

13. Некрасов Е.Б. Основы общей химии 3-е изд., испр. и доп. - М.: Химия, 1973. - 656 с.

14. Рысс И.Г. Химия фтора и его неорганических соединений. - М.: Госхимиздат, 1956. - 718 с.

15. Исикава Н., Кобаяси Е. Фтор: химия и применение. - М.: Мир, 1982. - 276 с.

16. Угай Я.А. Неорганическая химия: Учеб. для хим. спец. вузов. - М.: Высшая школа, 1989. - 463 с.

17. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1977. - 67 с.

18. Бабицына А.А., Емельянова Т.А., Федоров В.А. Стеклообразование в системах ZrF4 - BaF2 - AlF3 - NaF, ZrF4 - BaF2 - LaF3 - NaF, ZrF4 - BaF2 - LaF3 - AlF3. // Неорган. материалы, 2002. Т.38. №5. С. 622-631.

19. Байдаков Л.А., Блинов Л.Н., Почепцова Н.С. К вопросу о взаимосвязи стеклообразного состояния вещества с его фундаментальными характеристиками // Письма ЖТФ. 1986. Т.12. №15. С. 954-957.

20. Байдаков Л. А., Блинов Л. Н. О корреляции между атомно-структурными характеристиками расплавов и их способностью к стеклообразованию // Физ. и хим. стекла, 1987. Т.13. №3. С. 340-345.

21. Байдаков Л.А., Блинов Л.Н., Байдаков Е.Л. Квантовые характеристики атомов и стеклообразующая способность вещества // Изв. АН СССР. Неорган. Матер, 1989. Т.25. №9. С. 1582-1584.

22. Кертман А.В., Краева Н.В., Мичкарева В.В. и др. Математический прогноз стеклообразования в системах MeS-MeF2-Ga2S3 (Me=Mg,Ca,Sr,Ba) // Сб.трудов XVII Межд. научн. конф. «Математические методы в технике и технологии», 1-3 июня 2004, Кострома // Кострома: Изд-во КГТУ, 2004. Т.9, С.90-91.

23. Кертман А.В., Мичкарева В.В., Носов И.И. и др. Расчет и исследование стеклообразования в системах MeS-Ga2S3 (Me=Mg,Ca,Sr,Ba) // Вестник ТюмГУ, 2001. №3. С.192-197.

24. Диаграммы плавкости солевых систем. Часть I. Двойные солевые системы с общим анионом [от AgBr - CsBr до In2(WO4)3 - Rb2WO4]. Справочник. Под ред. В.И. Посыпайко, Е.А. Алексеевой. - М.: «МЕТАЛЛУРГИЯ», 1977. С. 415.

25. Аносов В.Я., Озерова М.И., Фиалков Ю.Я. Основы физико-химического анализа. - М.: Наука, 1976. 503 с.

26. Аносов В.Я., Погодин С.А. Основные начала физико-химического анализа. - М.: АН СССР, 1947. 863 с.

27. Курнаков Н.С. Введение в физико-химический анализ. - М.-Л.: АН СССР, 1940.

28. Погодин С.А. Физико-химический анализ. БСЭ - 3-е изд. - М. 1974.

29. Древинг В.П., Калашников Я.А. Правило фаз. - М.: Изд-во Моск. Унив., 1964. 454 с.

30. Погодин С.А. Фаз правило. БСЭ - 3-е изд. - М. 1974.

31. Ветроградский В.А., Егорова Л.С. Интерпретация термической кривой при дифференциально-термическом анализе. Инж. - физ. журн., 1979. Т.36. №3. 480 с.

32. Ковба Л.М., Трунов В.К. Рентгенофазовый анализ. - М.: Изд-во Моск. Университета, 1976. 232 с.

33. Андреев О.В., Хритохин Н.А., Кертман А.В. Рентгенография - Тюмень: ТюмГУ, 1990. 114 с.

34. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. - М.: «МИСИС», 2002. - 358 с.

35. Кельнера Р., Мерме Ж.М, Отто М., Видмер М. Аналитическая химия. Проблемы и подходы. Пер. с англ. // - М.:Мир: ООО «Издательство АСТ», 2004. Т.1. 608 с.

36. Бахшиев Н. Г. Введение в молекулярную спектроскопию, 2-е изд. - Л.: 1987.

37. Коффи У., Ивенс М., Григолини П. Молекулярная диффузия и спектры. Пер. с англ., 1987.

38. Эльвинг Ф., Хортон Ч., Уиллард Х. Аналитическая химия фтора / в кн. Фтор и его соединения - М.: Иностр. лит-ра, 1956. Т.2. С. 45-178.

39. Кертман А.В., Игнатьева Л.В. Применение метода расчета стеклообразующей способности расплава к системам, содержащих тройное соединение // Вестник ТюмГУ, 2009. №.6. С. 241-245.

40. Игнатьева Л.В., Кертман А.В. Стеклообразование в системах NaF - MeF2 - CdSO4 (Me - Ca, Sr, Ba, Zn) // Проблемы теоретической и экспериментальной химии: тез. докл. XXI Росс. молодеж. науч. конф., посвящ. 150-летию со дня рожд. академика Н.Д. Зелинского, Екатеринбург, 19 - 23 апр. 2011 г. - Екатеринбург: Изд-во Урал. Ун-та, 2011. С. 336-337.

41. Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников. / Б.Ф. Ормонт. - М.: Высшая школа, 1982. - 528 с.

42. Накомото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений: пер. с англ. / К. Накомото. - М.: Мир, 1991. - 536 с.

43. Кертман А.В., Игнатьева Л.В. Термическая стабильность стекол в системах NaF - MeF2 - CdSO4 (Me - Ca, Ba) // Вестник ТюмГУ, 2011. №5. С.195-199

44. Горшков В.С., Савельев В.Г., Федоров Н.Ф. Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений. - М.: Высшая школа, 1988. - 400 с.

Размещено на Allbest.ru