Радиационно- и фотостимулированное дефектообразование в активированных оксидных и фторидных стеклах

• Автор: Бочарова, Татьяна Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 379 с. : ил.

♦ Перечень условных обозначений

Глава 1. МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ

В АКТИВИРОВАННЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СТЕКЛАХ И ИХ СВЯЗЬ СО СТРУКТУРОЙ СТЕКОЛ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Электронные возбуждения под действием ионизирующего

излучения

1.1.1. Элементарные возбуждения в кристаллах

1.1.2. О применении понятия «дефект» к неупорядоченным твердым

телам

1.2. Образование радиационных центров захвата в фосфатных стеклах

в результате воздействия ионизирующего излучения

1.2.1. Структура фосфатных стекол

4 1.2.2. Образование радиационных центров в фосфатных стеклах
1.2.2.1. Структурные дефекты в фосфатных стеклах
1.2.2.2. Собственные радиационные дефекты
1.2.2.3. Примесные радиационные дефекты
1.2.2.4. Пострадиационное поведение радиационных дефектов
1.3. Особенности радиационного дефектообразования в
неупорядоченных твердых телах на основе фосфатных стекол при участии второго стеклообразователя
1.3.1. Основные закономерности дефектообразования во
фторофосфатных стеклах и радиационные центры окраски
1.3.2. Структура ниобиевофосфатных стекол и дефектность их сетки
1.3.3. Строение германиевофосфатных стекол
1.3.4. Влияние свинца на дефектообразование в фосфатных стеклах
1.5. Строение фторидных стекол и механизмы образования
радиационных дефектов в них
ф 1.5.1. Классификация фторидных стекол
1.5.2. Структура фтороцирконатных стекол и дефектообразование в них
1.5.3. Структура фторалюминатных стекол и дефектообразование в них

1.6. Радиационные и пострадиационные процессы в активированных
стеклах
1.6.1. Описание поведения ионов переменной валентности в процессах,
протекающих под воздействием ионизирующего излучения
1.6.2. Фотостимулированная перезарядка ионов переменной валентности
1.6.3. Фоточувствительные щелочноалюмосиликатные стекла и ситаллы
на их основе
1.7. Явление сегрегации активатора
1.7.1. Химическая дифференциация и явление сегрегации активатора
1.7 2. Спектроскопические следствия сегрегации активатора
1.7.3. Пространственное распределение ионов РЗЭ во фторсодержащих
стеклах
Выводы к главе 1. Постановка задач настоящей работы
Глава 2. Методические аспекты исследования и обработки
экспериментальных данных и объекты исследования
2.1. Электронные спектры поглощения
2.2. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса
2.3. Спектрально-люминесцентный анализ
2.4. Спектроскопия Релеевского и Мандельштам-Бриллюэновского
рассеяния
2.5. Облучение стекол
2.6. Общие сведения об объектах исследования
Глава 3. ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ
РАДИАЦИОННЫХ ПАРАМАГНИТНЫХ ЦЕНТРОВ ОКРАСКИ В ФОСФАТНЫХ СТЕКЛАХ
3.1. Объекты исследования
3.2. Основные закономерности образования собственных центров
захвата в стеклообразном метафосфате бария
3.3. Собственные парамагнитные центры окраски в стеклах на основе
фосфатов редкоземельных элементов
3.4. Роль ионов РЗЭ в радиационных процессах в стеклах на основе
фосфатов
3.4.1. Устойчивость валентных состояний ионов Еи2+/Еи3+, ТЬ3+/ТЬ4+ в стеклах на основе фосфатов редкоземельных элементов
в 3.4.2. Роль ионов активаторов в создании модели собственных центров
Р032'
3.5. Связь структуры каркаса фосфатных стекол с образованием радиационных дефектов Выводы к главе
Глава 4. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ПОЛИАНИОННОГО КАРКАСА
ФТОРОФОСФАТНЫХ СТЕКОЛ НА ОБРАЗОВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ
4.1. Объекты исследования
4.2. Исследование влияния фторидов на образование радиационных парамагнитных центров окраски во фторофосфатных стеклах системы Ва(РОз)2~1^р2-иГ
4.3. Характеристики радиационных парамагнитных центров окраски во • фторофосфатных стеклах ВаЦ’ОзД-ШШГб (где Л= Са, Бг, Ва)
4.4. Особенности образования парамагнитного центра Р40|23~
Выводы к главе
Глава 5. РАДИАЦИОННЫЕ ПАРАМАГНИТНЫЕ ЦЕНТРЫ ОКРАСКИ ВО
ФТОРИДНЫХ СТЕКЛАХ
5.1. Объекты исследования
5.2. Радиационные дефекты во фторалюминатных стеклах
5.2.1. Влияние типа активатора на образование радиационных парамагнитных центров окраски во фторалюминатных стеклах
5.2.2. Влияние условий синтеза на образование радиационных парамагнитных центров окраски во фторалюминатных стеклах
5.3. Радиационные дефекты в активированных фторалюминатных стеклах
5.3.1. Описание радиационных и пострадиационных процессов в фторалюминатных стеклах, активированных европием ф 5.3.2. Описание пострадиационных процессов в фторалюминатных
стеклах, активированных церием
5.3.3. Особенности формирования стабильных примесных центров окраски в фторалюминатных стеклах, активированных самарием

Кроме собственных дефектов матрицы фтороцирконатного стекла под воздействием ионизирующего излучения проявляются примесные дефекты, связанные с синтезом в ф атмосфере хлора, например, СІ2-, РСГ [29, 30, 173]. В силу стабильности центров С{ и
создаваемой ими полосы поглощения в ИК-области спектра примесь хлора рассматривается как «яд», приводящий к ухудшению ИК - прозрачности фтороцирконатных стекол.
1.5.3. Структура фторалюминатных стекол и дефектообразование в них
Значительную часть составов, относимых к фторалюминатным стеклам, составляют стекла на основе усовита, разработанные на кафедре технологии стекла и общей технологии силикатов СПбГТИ (ТУ) профессором, доктором технических наук Владимиром Дев-летовичем Халилевым.
Усовит - бариевый фторалюминат - открыт в 1964 г. профессором П.Г. Усовым и имеет формулу ВагСаК^АЬРм [186]. В его состав может входить в виде примеси ион стронция, изоморфно замещающий ион бария. В структуре усовита ион алюминия находится в ф октаэдрическом окружении ионов фтора. А№б - октаэдры располагаются по объемоцентрированному кубу. Цепи из октаэдров параллельны вертикальной оси С и между собой соединяются ионами бария (стронция), кальция, магния. Таким образом, формируется решетка усовита, в котором основной структурной единицей является А1Р6 - октаэдр по данным [187].
Рис. 1.7 Основная структурная единица усовита ВагГ^СаАЬРм
Лукас [159] изображает модель «идеальных» стеклообразных фторидов на основе МеРз (АШз, УРз) в виде, представленном на рис. 1.8. Видно, что каркас стекла составлен из октаэдров, связанных через вершины. Легко представить, что такой открытый каркас стекла может быть искажен путем поворота структурной единицы.