Взаимосвязь транспортных характеристик и структуры щелочных боратных и фосфатных стеклообразных композиций

• Автор: Крийт, Владимир Евгеньевич
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
ЕЕ Природа носителей тока в оксидных стеклах на основе
БЮ2, В2О3 и Р2О5
Е2. Взаимосвязь строения и электрических свойств
щелочных боратных стекол
Е2.Е Электропроводность стеклообразных матриц
Е2.2. Концентрационная зависимость электропроводности
Е2.3. Развитие теоретических представлений об
электрических свойствах стекол
ЕЗ. Структура В203
Е4. «Вода» в стеклах
Е5. Структура стекол Ме20- В203 (Ме - металлы Iой группы
периодической системы элементов)
Е6. Фосфатные стекла
Е6.Е Строение фосфорного ангидрида и стекол систем
Ме20-Р205
Е7. Электрохимическая подвижность щелочных ионов в
оксидных стеклах
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.Е Синтез стекол и подготовка образцов
2.ЕЕ Синтез стекол системы Ег20-В20з
2.Е2. Синтез фосфатных стекол
2.2. Химический анализ синтезированных образцов
2.3. Измерение электрической проводимости стекол
2.4. Измерение плотности и расчет концентрации ионов
металла

2.5. Измерения микротвердости стекла
2.6. Инфракрасное и рентгенофазное исследование стекол
2.7. Измерение скорости ультразвука
2.8. Хроматографический анализ
2.9. Дилатометрические измерения и дифференциально
термический анализ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Электропроводность и природа носителей тока в
стеклообразном борном ангидриде
3.2. Концентрационная зависимость электропроводности в
стеклах системы Ы20-В20з
3. 3. Температурная зависимость электропроводности и
природа носителей тока в стеклах системы Ы20-В20з
3.4. Фосфатные стекла
3.4.1. Электрическая ПРОВОДИМОСТЬ СТеКОЛ СИСТеМ МЄ2О-Р2О5
(Ме = П, Иа, К)
3.4.2. Температурная зависимость электропроводности стекол
систем Ме20-Р205 (Ме = Ьі, Иа, К)
3.5. Электрические свойства и структура серусодержащих
щелочных фосфатных стекол
3.6. Электрическая проводимость и строение стекол систем
МеР03-Ме2804 (Ме = 1л, Иа, К)
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Введение
В последние годы широкое применение в различных областях науки и техники находят стеклообразные неорганические материалы. Особый интерес представляет исследование электрических свойств (электрической проводимости, диэлектрических свойств, природы носителей тока, механизмов их миграции и т.п.), что позволяет получать дополнительную информацию о строении твердого тела и их дефектной структуре. Именно, поэтому среди важнейших разделов химии, значительное место принадлежит физической химии твердого тела. Особое внимание, обращается на изучение взаимосвязи ионного транспорта со структурой веществ, находящихся в твердом состоянии и обладающих высокой электропроводностью, обусловленной миграцией ионов в области умеренных температур. Этот раздел науки получил название «ионика твердого тела».
Теоретические исследования в области ионики твердого тела направлены на изучение взаимосвязи состава, строения, температурноконцентрационных зависимостей электропроводности, природы носителей тока и механизма их миграции. Полученные сведения необходимы прежде всего для разработки и создания новых твердых электролитов (ТЭЛ), обладающих суперионной проводимостью и их практического использования в химических источниках тока (ХИТ), при изготовлении сверхемких конденсаторов (ионисторов), в качестве материалов для изготовления химических сенсоров и т.п.
В литературе отмечается, что электрическая проводимость стеклообразных композиций превосходит проводимость твердых кристаллических тел того же состава в 10-100 раз. Благодаря высокой химической устойчивости, простоте изготовления деталей различной сложности по хорошо отработанной стекольной технологии, высокой ионной проводимости, стеклообразные ТЭЛ все больше привлекают к себе внимание ученых различных стран и все чаще находят практическое применение в полностью твердотельных электрохимических устройствах.

есть искаженный тетраэдр является компромиссом между тройной и четверной координацией. Однако это предельные случаи искажения полиэдра, чаще всего различие в длинах связей не так велико.
Особый интерес представляют сведения о координационном состоянии бора как в стеклообразном В2Оз, так и в многокомпонентных боратных системах.
В литературе имеется ряд публикаций, в которых структура В2Оз и координационное состояние бора изучалось самыми различными методами. Общепринятой теории о строении стеклообразного борного ангидрида до сих пор нет. Так в одной из первых работ [62] авторы пришли к выводу, что структура стеклообразного В203 представляет собой неупорядоченную пространственную сетку из треугольников [В03/2], в которой каждый атом кислорода связан с двумя атомами бора. Авторы, используя данные рентгеноструктурного анализа, пришли к выводу, что структура кристаллического В203 содержит неправильные тетраэдры [ВО4/2] двух видов: в тетраэдре типа А бор расположен ближе к трем атомам кислорода, чем к четвертому. Расстояние В-0 в тетраэдрах этого вида равны 0,148; 0,148; 0,137 и 0,214 нм. У тетраэдров второго типа (В) расстояние В-0 отвечает 0,131; 0,110; 0,170 и 0,190 нм. Отсюда следует, что конфигурация структурно-химических фрагментов является промежуточной между тетраэдрической и тригональной. Эти фрагменты структуры В203 образуют винтовые цепи, в которых атомы кислорода связывают тетраэдры одного типа (А) с тетраэдрами второго типа (В). Структура стеклообразного В20з, по мнению [63, 64], подобна структуре гексагональной кристаллической модификации В203, предложенной в [62]. В этой работе было показано, что координационное число бора по кислороду равно 3, однако метод анализа, используемый Уорреном, не позволяет отличить структуру, состоящую из плоских группировок [ВОз/2] от структуры, построенной из искаженных тетраэдров [В04/2]. Выводы, сделанные в работе [62], подвергаются сомнению в [63]: различия в длинах связи В-0 «настолько трудно понять, что