Диссертация на тему "Локальная структура силикатных и природных стекол и расплавов : Исследование методами колебательной спектроскопии", скачать бесплатно автореферат по специальности 04.00.02

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СТРОЕНИЕ СИЛИКАТНЫХ РАСПЛАВОВ И СТЕКОЛ.

1.1. Химические связи и структурные единицы в силикатах

1.2. Общие представления о структуре силикатных расплавов

1.3. Процесс стеклования расплавов и структура силикатных стекол

Глава 2. АППАРАТУРА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3. СПЕКТРОСКОПИЯ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ

И СТРУКТУРА СИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ.

3.1. Интерпретация колебательных спектров силикатных стекол

3.2. Спектроскопия комбинационного рассеяния и структура

бинарных щелочносиликатных стекол
3.2.1. Спектроскопия КР стекол системы К5Юг.
3.2.2. Спектроскопия КР стекол системы Ыа.
3.2.3. Спектроскопия КР стекол системы ЫгОБЮг.
3.2.4. Спектроскопия КР стекол системы КЬгОБЮг и СвгОБЮг .
3.2.5. Структура щелочносиликатных стекол в зависимости от содержания диоксида кремния и типа катионамодификатора
3.3. Спектроскопия КР и особенности структуры силикатных стекол
с двумя катионамимодификаторами система К 1л5Ю2.
3.4. Описание физикохимических свойств силикатных стекол на
основе представлений об основных структурных единицах 0.
3.5. Выводы.
Глава 4. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
И СТРОЕНИЕ СИЛИКАТНЫХ РАСПЛАВОВ
4.1. Высокотемпературная спектроскопия КР и структура расплавов
системы 0 с содержанием БЮг мол.
4.2. Высокотемпературная спектроскопия КР и структура расплавов
системы 0 с содержанием БЮг мол.
4.3. О соответствии структуры силикатных расплавов и стекол.
4.4. Высокотемпературная инфракрасная спектроскопия систем силикатный расплаврасплавленная соль.
4.5. Кислотноосновные свойства и строение силикатных
расплавов и стекол
4.6. Описание физикохимических свойств силикатных расплавов на
основе представлений об основных структурных единицах
4.7. Выводы.
Глава 5. СПЕКТРОСКОПИЯ И СТРУКТУРА СИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ И
РАСПЛАВОВ С ДВУМЯ КАТИОНАМИСТЕКЛООБРАЗОВАТЕЛЯМИ .
5.1. Особенности структуры алюмосиликатных стекол
с отношением Мх0А 1.
5.2. Экспериментальное исследование структуры алюмосиликатных
стекол системы АЬОзБЮг с отношением 3 1 .
5.2.1. Спектроскопия стекол системы 3i
с отношением 3 1
5.2.2. ИК спектроскопия стекол системы I2i
с отношением ЫаА0з 1
5.2.3. Спектроскопия ЯМР высокого разрешения стекол
системы 3i с отношением , 1
5.3. Высокотемпературная колебательная спектроскопия алюмосиликатных расплавов и систем алюмосиликатный расплаврасплавленная соль
5.3.1. Высокотемпературная спектроскопия алюмосиликатных расплавов
5.3.2. Высокотемпературная инфракрасная спектроскопия систем алюмосиликатный расплав расплавленная соль.
5.4. Спектроскопия комбинационного рассеяния и структура силикофосфатных стекол и расплавов.
5.5. Особенности строения стекол и расплавов с двумя катионамистеклообразователями и их связь с кислотноосновными свойствами
5.6. Выводы.
Глава 6. ВОДА В СИЛИКАТНЫХ РАСПЛАВАХ И СТЕКЛАХ.
6.1. Взаимодействие воды с силикатными расплавами и структурное положение воды в силикатных расплавах и стеклах.
6.2. Вода в природных стеклах базальтового состава
6.3. Вода в природных стеклах риолитового состава
6.4. Поведение воды в риолитовых стеклах при нагревании
6.5. Выводы
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основной особенностью структуры силикатных расплавов является существование сложных силикатных анионов, которые в определенном отношении подобны молекулам полимеров. Это дало возможность использовать для описания структуры расплавов принципов физической химии полимеров , . Одна из первых и наиболее разработанных полимерных моделей строения силикатных расплавов была предложена К. Мэссоном . Так же как и в химии полимеров К. Мэссон предполагал, что константы равновесия этих реакций на зависят от числа структурных единиц в анионах, т. Другим важным допущением является применение уравнения совершенных ионных растворов М. В дальнейшем К. Мэссон развил свою модель также и для случая разветвленных цепочечных анионов , . ионная доля аниона , амо определяется уравнением 1. Рис. ЛОрто и МО и 12 при температуре плавления. Поскольку константа к может бьггь сколь угодно малой, но не равной 0, в силикатных расплавах всегда имеет место тенденция к полимеризации. Недостатком модели Мэссона является то, что в ней исключалось самозамыкание линейных анионов и образование кольцевых или решеточных анионов. Это ограничивало область применения модели областью составов более основных, чем состав метасиликата. Анионные равновесия в силикатных расплавах можно описать, используя лишь гермохимические константы реакции взаимодействия оксида металла с кремнеземом. Такая модель была предложена Тупом и Самисом Гоор, i, . Туп и Самис предположили, что величина К зависит только от типа катиона и температуры, но не зависит от состава расплава. О2 остается в свободной форме. В рамках этой модели было получено следующее выражение для константы равновесия реакции 1. О концевые, О0 мостиковые атомы кислорода, О2 свободные ионы кислорода, не входящие в тетраэдры 6Ю4. Константа равновесия реакции 1. Уравнение 1. О , О2 и О0, если известна величина константы равновесия реакции. Результаты такого подсчета для К 0. АО На рис. РЬОБЮг и СаОвЮг, а также вычисленные энергии смешения при различных значениях к в зависимости от содержания Константы равновесия к , рассчитанные для ряда бинарных силикатных расплавов приведены в таблице 1. АО Несмотря на всю свою привлекательность с термодинамической точки зрения теория Тупа и Самиса не дает ответа на вопрос о закономерностях образования сложных силикатных анионов в расплавах. Рис. Рассчитанные концентрации О0, О, О2 в зависимости от мольной доли i при К 0. Рис. Вычисленные свободные энергии смешения для бинарных силикатных расплавов при различных значениях к. Открытые точки измеренные свободные энергии смешения расплавленного РЬО и i при температуре С. Залитые точки вычисленные энергии смешения расплавленного СаО и i при температуре С , i, . Таблица 1. Система к Число соединений на фазовой . Си8Ю2 0. РеО5Ю2 0. ОБЮг 0. РЬОЗЮ2 0. СаО8Ю2 0. Модель Тупа и Самиса получила дальнейшее развитие в работе В. Прстнара РгеШаг, , в которой феноменологический подход, основанный на принципах термодинамики растворов, дополнен определенными модельными представлениями о размерах и форме силикатных анионов. Ю4 в хмерс пх число молей хмера Лда Юг в расплаве. Претнером бьшо сделано допущение о том, что в расплавах с содержанием БЮг до мол. Получено также выражание для константы равновесия К реакции 1. К 11. На рис. Рис. Зависимость степени полимеризации а от состава расплава при различных значения константы равновесия К , . Простая модель анионных равновесий, в которой сочетаются основные преимущества модели Дж. Тупа и С. Самиса и модели В. Прстнара, предложена В. Анфилоговым Анфилогов, Бобылев, . Эта величина по сути аналогична степени полимеризации, введенной В. Прегнером и переделяет долю мостиковьгх атомов кислорода в расплаве от общего числа атомов кислорода. Процесс образования расплава из оксида металла и 8Ю2 рассматривается как реакция деполимеризации 8Ю2, обратная реакции 1. Ог 1. Важным положением модели является интерпретация активности оксида металла как его концентрации в свободной форме. Пи,0 0 .

Название работы	Автор	Дата защиты
Геохимия регионального метаморфизма и ультраметаморфизма умеренных и низких давлений в связи с пегматитообразованием	Макрыгина, В.А.	1984
Титан в геохимических процессах : По геол. и эксперим. данным	Котельникова, Алла Леонидовна	1999
Химический обмен на границе раздела придонная вода - морское дно : Проблемы теории и методов исследования	Вершинин, Андрей Васильевич	1999

Электронная библиотека диссертаций

Локальная структура силикатных и природных стекол и расплавов : Исследование методами колебательной спектроскопии