Введення
Інтерес до фторидним стеклам різко зріс з середини 70-х років. До цього були добре відомі і детально вивчені фторберіллатние скла на основі аналога кремнезему - ВеF2.
Фторидні скла з причини технологічності і дешевизни отримання в порівнянні з кристалами представляють практичний інтерес для пошуку твердих електролітів - матеріалів, що володіють великою іонною провідністю. Фізико-хімічне вивчення багатокомпонентних фторідних систем з метою пошуку нових матеріалів і з'ясування умов їх отримання на основі діаграм стану є вельми актуальним завданням.
Великою несподіванкою був синтез досить стійких стекол в системах на основі фториду цирконію.
Високі к. ч. цирконію під фторидах (найбільш вірогідні - 7 і 8), різко порушують кристаллохимические критерії стеклообразованія Гольдшмідт і Захаріаса [1], зняли певні психологічні бар'єри, що сприяло пошуку нових нетрадиційних стекол.
В даний час відомі багато сотень стеклообразующих композицій.
фторцірконатние скла на основі важких металів представляють науковий і практичний інтерес.
Переваги фторцірконатние стекол - прозорість в ближньому ІЧ-діапазоні, низька температура склування - роблять їх перспективними матеріалами для волоконної оптики, придатними для передачі інформації. Теоретичні втрати на поглинання в них в десятки разів менше, ніж в силікатних стеклах.
Знайдено вельми стійкі композиції, що допускають критичну швидкість охолодження порядку декількох градусів в секунду, що дає можливість отримувати об'ємні зразки, що представляють інтерес для конструкційної оптики, квантової електроніки, матриць для сцинтиляторів, і т.д .: 53ZrF4 20ВаF2 4LаF3 3А1F3 20NаF (ZBLAN); 10,6ВаF 20,2СаF2 13,2SrF2 3,5МgF2 3,8NаF 10,2ZrF4 8,3YF3 30,2А1F3; 30ВаF2 18InF3 12GаF3 20ZnF2 10YbF3 6ThF4 4ZrF4 (BIGZYbTZr) (мол.%).
Глава 1. Літературний огляд
.1 Коротка характеристика систем ZrF4 - BaF2 і BaF2 - FeF3
скло стабілізація синтез
Система ZrF4 - BaF2
В системі ZrF4 - BaF2 область стеклообразованія розташована в інтервалі 30 - 68 мовляв. % ZrF4 [2]. При дослідженні стекол подвійної системи ZrF4 - BaF2, використовувалися методи рентгенівської дифракції та комп'ютерного моделювання. Було встановлено, що довжина зв'язку Zr - F дорівнює 2,1? і к. ч.=7,5. Ba2 + відіграє роль модифікатора [3].
Система BaF2 - FeF3
Таблиця 1 - Нонваріантние точки системи BaF2 - FeF3
t, ° СFeF3,% (мовляв) Тверді фазиХарактер точек13550BaF2Плавленіе90027,5BaF2, Ba3 (FeF6) 2Евтектіка975 ± 540Ba3 (FeF6) 2Дістектіка81545Ba3 (FeF6) 2, BaFeF5Евтектіка825 ± 550BaFeF5Дістектіка77557,5BaFeF5Евтектіка1355 ± 15100FeF3Плавленіе З'єднання BaFeF5 має щільність при 25 ° С 4,31 г/см3 і tпл=800 ± 10 ° С; Ba3 (FeF) 6 має tпл=870 ± 12 ° С.
1.2 Отримання і критерії освіти фторідних стекол
Основним шляхом отримання фторідних стекол є синтез індивідуальних компонентів (простих фторидів металів) і їх змішання з подальшою плавкою в захисній або активної атмосфері. Проте можливий і інший шлях: змішання розчинів солей-попередників фторидів і осадження з змішаного розчину шихти для плавки фторідних стекол. При цьому в якості індивідуальних компонентів замість простих фторидів або поряд з простими фторидами виступають комплексні фториди.
До переваг цього альтернативного шляху відноситься, насамперед, менша схильність комплексних фторидів до утворення кристалогідратів, їх менша гігроскопічність, що дозволяє уникнути багатьох труднощів при зберіганні і при використанні. Цей шлях може спростити очищення компонентів фторідних стекол завдяки її уніфікації.
Основними компонентами шихти для варіння фторідних стекол можуть бути фтороцирконат, і зокрема (NH4) 3ZrF7, (NH4) 2ZrF6, Na7Zr6F31, Na2ZrF6, BaZrF6, Ba2ZrF8, а також фтороалюмінати та аналогічні сполуки лантану або (при необхідності) інших металів.
Загальноприйнятою кількісною оцінкою здатності до Стеклообразование для різних з'єднань слугує критерій Сана. Мірою схильності фториду до Стеклообразование служить значення середньої енергії одиничної зв'язку М - F в координаційній Поліедр. Згідно з цим критерієм фториди розділені на три групи, що характеризують їх структурну функцію в склі.
Першу групу складають склоутворювачами, які мають досить високу енергію одиничної зв'язку; вони і формують каркас структурної сітки скла.
Друга група, або модифікатори, вбудовуючись в п...
