Атомное строение и физико-химические превращения в тонких слоях свинцово-силикатных стекол при внешних воздействиях

• Автор: Канунникова, Ольга Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 305 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Анализ литературных данных по строению

силикатных стекол

1.1. Основные представления о строении силикатных стекол

1.2. Структурные характеристики силикатных стекол

1.2.1 Структурные характеристики стеклообразного кварца

1.2.2. Структурные характеристики кремнийкислородных анионов

1.3. Анализ рентгеноэлектронных спектров кремния и кислорода

в силикатах и оксидах
1.4. Строение двойных свинцово-силикатных стекол
1.5. Строение силикатных пленок
1.6 Взаимодействие свинцово-силикатных стекол с водородом
1.7. Постановка задачи
Глава 2 Экспериментальные исследования поверхностных слоев
неупорядоченных материалов
2.1. Физические основы метода фотоэлектронных исследований
2.1.1. Обработка рентгеноэлектронных спектров методом Фурье
преобразования с регуляризацией
2.1.2. Влияние ионной бомбардировки на состав и структурное состояние
поверхности неупорядоченных материалов
2.1.3. Концентрационные профили распределения компонентов
в поверхностных слоях неупорядоченных сплавов
2.1.4. Методические аспекты рентгеноэлектронных исследований
непроводящих образцов

2.2. Методика фотоэлектронных исследований на модернизированном спектрометре ЭС-2401
2.2.1. Камера энергоанализатора
2.2.2. Технологические приставки в камере подготовки образцов
2.2.3. Анализ эталонных образцов
2.3. Термодинамическое моделирование состава и структуры поверхностных
слоев неупорядоченных систем
2.3.1. Термодинамическое моделирование состава и структуры поверхностных слоев неупорядоченных систем на примере
аморфного сплава Fe7oCr i5Bi5
2.3.2. Достоверность результатов термодинамического
моделирования
2.3.3. Тенденции термостимулированных изменений состава поверхностных слоев неупорядоченных сплавов
2.4. Краткое описание методики атомной силовой микроскопии
2.5. Выводы
Глава 3. Атомное строение свинцово-силикатных пленок
3.1. Методика получения образцов свинцово-силикатных стекол
3.2. Рентгеноэлектронные исследования свинцово-силикатных
стекол
3.3. Термодинамическое моделирование структуры свинцово-силикатных
стекол
3.4. Моделирование структуры свинцово-силикатных стекол методом молекулярной динамики
3.5. Коэффициенты вторично-электронной эмиссии
свинцово-силикатных стекол
3.5.1. Механизм вторично-электронной эмиссии
3.5.2. Расчет коэффициент вторично-электронной эмиссии свинцово-силикатных стекол

3.6. Выводы
Глава 4. Восстановление свинцово-силикатных стекол при нагреве
в водороде
4.1. Методика восстановления стекол
4.2. Термодинамический анализ реакции взаимодействия
свинцово-силикатных стекол с водородом при нагреве
4.2.1. Моделирование системы «свинцово-силикатное стекло-
водород» в виде смеси оксидов и силикатов свинца
4.2.2. Моделирование системы «свинцово-силикатное стекло
водород» в виде смеси оксидов
4.3. Рентгеноэлектронные исследования восстановленных двойных
свинцово-силикатных стекол
4.4. Влияние режимов восстановления на состав поверхностного слоя
свинцово-силикатных стекол
4.5. Кинетические характеристики процессов в поверхностных слоях
свинцово-силикатных стекол при нагреве в водороде
4.6 Выводы
Глава 5. Влияние внешних воздействий на строение поверхностного 193 слоя свинцово-силикатных стекол
5.1 Термостимулированные изменения в поверхностных слоях стекол
5.1.1. Термодинамический анализ термостимулированных изменений состава поверхностного слоя стекол
5.1.2. Кинетические характеристики термостимулированных процессов в поверхностных слоях свинцово-силикатных
стекол
5.2. Влияние бомбардировки ионами аргона на состав и строение
поверхностных слоев двойных свинцово-силикатных стекол
5.3. Влияние бомбардировки ионами аргона на состав
восстановленного слоя свинцово-силикатных стекол

зи Si-0-Si и положением Si2p линии; в результате будут определены энергии связи составляющих Ois и Si2p спектров, соответствующих многочленным (5,6-кольцам) и малочленным (3,4-членным) кремнийкислородным кольцам;
-поскольку толщина анализируемого слоя методом РФЭС составляет 3-5 нм, а образцы кварца представляют собой сколы, то на основании исследований топографии сколов методом атомной силовой микроскопии будет определен вклад внешнего слоя с нарушенной структурой в рентгеноэлектронные спектры;
- на основании анализа интенсивности составляющих Ois и Si2p спектров, с учетом информации о вкладе нарушенного слоя будет впервые определена статистика кремний-кислородных структур в стеклообразном кварце;
- анализ статистики кремнийкислородных структур в силикатных стеклах с использованием информации о положении Ois и Si2p линий колец разного размера.
1.4. Строение двойных свинцово-силикатных стекол
В состав силикатных стекол, кроме оксида кремния, могут входить оксиды практически всех элементов Периодической таблицы. В зависимости от роли, которую оксиды играют в структуре стекол, они могут быть разделены на три группы:
- стеклообразователи — оксиды, образующие стекла сами по себе - оксиды В, Se, Р [30, 31,60, 84, 85, 87, 88];
- модификаторы - оксиды металлов, которые сами не стекло образуют, но, будучи добавлены к оксиду стеклообразователя, сохраняют или даже увеличивают его стеклообразующую способность и, во всяком случае, сильно изменяют (модифицируют) его макроскопические свойства. Классическими модификаторами являются ионы щелочных и щелочноземельных металлов и большинство переходных металлов.
- сеткообразователи — ионы, которые встраиваются в сетку стекла, не нарушая ее полимерной структуры - оксиды Al, As и пр. (рис.1.11) [30, 31].