Введение.........................................................................................................................................3
Часть 1. Обзор литературы. ...........................................................................................................4
Различные группы стёкол, содержащие галогены. ................................................................4
Неоксидные (галогенидные) стёкла. ....................................................................................4
Боратные системы. .................................................................................................................5
Алюминатные и алюмофосфатные системы .......................................................................5
Силикатные стёкла .....................................................................................................................6
Структура силикатных стёкол...............................................................................................7
Оксигалогенидные стёкла. ................................................................................................... 10
Улетучивание галогенов из расплава. ................................................................................ 11
Вязкость и объёмные термические характеристики......................................................... 14
Плотность. ............................................................................................................................. 17
Роль галогенов в стёклах. .................................................................................................... 18
Задачи исследования............................................................................................................... 20
Часть 2. Методика эксперимента. ............................................................................................... 21
Синтез стёкол. ....................................................................................................................... 21
Химический анализ. ............................................................................................................. 21
Дилатометрия. ...................................................................................................................... 23
Плотность. ............................................................................................................................. 24
Часть 3. Результаты и их обсуждение. ....................................................................................... 25
Анализ составов и потери при синтезе. ............................................................................. 25
Термические характеристики. ............................................................................................. 31
Плотность. ............................................................................................................................. 35
Применение модели для описания свойств оксигалогенидных стёкол. ........................ 37
Выводы: ........................................................................................................................................ 46
Список литературы. ..................................................................................................................... 47
Приложения. ................................................................................................................................ 50
Стекло является одним из самых распространённых и используемых
материалов благодаря своим уникальным свойствам: прозрачности,
твёрдости, химической устойчивости к активным химическим реагентам.
Несмотря на успехи создания новых материалов широкого назначения,
стёкла прочно занимают одно из главных мест среди используемых в практике.
Из такого разнообразия областей применения очевидно, что
необходимо изготавливать стёкла, сильно отличающиеся по свойствам:
особо химически стойкие, механически прочные, особо твёрдые,
обладающие определёнными оптическими и термическими свойствами.
Неудивительно, что исследователи и производители стекла стремятся понять
природу стекла, выяснить влияние разнообразных добавок.
Оксигалогенидные стеклообразные системы привлекают внимание
широкого круга специалистов, работающих в области минералогии и
медицины, занимающихся разработкой оптических и электронных устройств.
Добавки галогенсодержащих компонентов в шихту при синтезе силикатных
стёкол, издавна известные в качестве сугубо технологического приёма,
позволяют получать материалы с новыми уникальными свойствами. Вместе с
тем вопросы о количестве фторидов и хлоридов, которые можно ввести в
стекло без заметных потерь и проявления известных эффектов
глушения(непрозрачности) длительное время оставались без ответа.
Строение таких стёкол со смешанной анионной составляющей мало изучено.
Однако именно знание механизмов встраивания компонентов в
стеклообразующую матрицу позволяет проводить целенаправленный синтез
прогнозируемых составов. Поэтому установление закономерностей
связывания галогенов в силикатном расплаве является одной из
приоритетных задач в исследовании оксигалогенидных стёкол.
Выводы:
1. Потери компонентов при синтезе складываются из естественных и структурных
2. Фтор удерживается в расплаве в случае калиевых стекол без нарушения гомогенности в отличие от литиевых и натриевых стекол, в которых фторид щелочного металла формирует кристаллическую фазу.
3. Хлор, так же как и в литиевых и натриевых слиликатных стеклах, удерживается в силикатной матрице до определённой концентрации, а при количествах, превышающих количество укрупнённых полярных ассоциатов, покидает расплав.
4. Сравнением вновь полученных результатов анализа составов серий калиевосиликатных стекол с добавками галогена с известными для литиево- и натриевосиликатных подтверждена правомочность статистического подхода, как первого приближения при оценке количеств галогена, остающегося в стекле при синтезе.
5. Высказано предположение, что статистическая модель должна быть уточнена с учетом координационного числа иона калия.
