Рентгенографическое исследование высокодисперсных модифицированных кремнезёмных порошков, синтезированных на основе жидкого стекла

• Автор: Скорикова, Ниёле Станиславовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Модельные представления структуры материалов в стеклообразном

состоянии и современные методы их исследования

1.2. Структурные исследования систем ХагОпБЮг в кристаллическом и

аморфном состояниях

1.3. Модифицирование жидкого стекла

1.4. Компьютерное моделирование структуры аморфных кремнеземов

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

2.1. Условия приготовления высокодисперсных модифицированных кремнезёмных порошков, синтезированных на основе жидкого стекла.
2.2. Методика рентгенографирования образцов
2.3. Методика обработки экспериментальных данных
2.3.1. Метод Уоррена-Финбака
2.3.2. Методика расчета характеристик ближнего порядка для многокомпонентных систем
2.4. Методика построения теоретических картин рассеяния рентгеновских лучей совокупностью разориентированных кластеров атомов
2.5. Моделирование ближнего порядка в ксерогелях на основе жидкого стекла методом молекулярной динамики
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ МОДИФИЦИРОВАННЫХ КРЕМНЕЗЁМНЫХ ПОРОШКОВ,
СИНТЕЗИРОВАННЫХ НА ОСНОВЕ ЖИДКОГО СТЕКЛА
3.1. Рентгенографические исследования немодифицированных ксерогелей на основе жидкого стекла, полученных при различных условиях
3.1.1. Структурное состояние ксерогеля №ъ8!зС>7 при дегидратации до постоянного веса в условиях термического нагрева
3.1.2. Структурное состояние ксерогеля 1Ма281зС>7 при дегидратации до постоянного веса в условиях микроволнового воздействия
3.1.3. Влияние процесса старения на структурное состояние ксерогелей.
3.2. Структурное состояние ксерогелей на основе жидкого стекла, модифицированных солями металлов
3.2.1. Рентгенографическое исследование ближнего порядка при модифицировании ксерогеля сульфатами никеля и кобальта
3.2.2. Изменение ближнего порядка в ксерогеле на основе жидкого стекла при модифицировании оксалатом титана
3.2.3. Исследование изменений структурного состояния при модифицировании ксерогеля хлоридом железа (II)
ГЛАВА 4. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ СТРУКТУРЫ КСЕРОГЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ЖИДКОГО СТЕКЛА
4.1. Анализ структуры ксерогелей в рамках модели хаотически разориентированных кристаллитов
4.1.1. Построение моделей областей ближнего упорядочения для исходного образца ксерогеля
4.1.2. Построение моделей областей когерентного рассеяния ксерогелей на основе жидкого стекла, модифицированных солями металлов
4.2. Моделирование структуры ксерогелей методом молекулярной динамики в ионном приближении
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ,

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЖС - жидкое стекло;
ВРС - водный раствор щелочного силиката;
РСА - рентгеноструктурный анализ;
ОКР - область когерентного рассеяния;
КЧ - координационное число;
МВН - микроволновой нагрев;
МНК - метод наименьших квадратов;
I(S) - функция распределения интенсивности рассеяния;
H(S) - S-взвешенная интерференционная функция рассеяния;
D(r) - распределение суммы парных функций;
W(r) - функции радиального распределения атомов;
ЖС-Ni - ксерогель на основе жидкого стекла, модифицированный сульфатом никеля;
ЖС-Со - ксерогель на основе жидкого стекла, модифицированный сульфатом кобальта;
ЖС-Ti - ксерогель на основе жидкого стекла, модифицированный оксалатом титана;
ЖС-Fe - ксерогель на основе жидкого стекла, модифицированный хлоридом железа (II);
ГЦК - гранецентрированная кубическая;
МДЭ - молекулярно-динамический эксперимент.

В работе также доказано наличие в структуре КаРе81гОб 5-координированного железа, расстояние Ре-О для которого составляет (2,01 ±0,01) А. Виды координационных многогранников уРе3+ в структуре стекла КаРе812Об представлены на рис. 1.10.
Рис. 1.10. Три примера координационных многогранников уРе3+ в структуре стекла НаРе8і206: тригональная бипирамида (справа), квадратная пирамида (слева) и промежуточный, искаженный многогранник (в центре) [77]
Авторы работы [78] методом Рамановской спектроскопии изучали структуру стекол составов ТЮг^Юг, Ка28Юз-ТЮ2, и Са8і0з-Ті02, а также для фресноита (Ва2Ті8І208), титаната бария (ВагТЮ), рутила и анатаза. Анализ спектров показал отсутствие 6-координированного титана (УІТі) за исключением случаев, когда присутствуют микрокристаллы анатаза. Титан имеет четверную координацию во всех исследованных стеклах с низким содержанием ТІО2. Тем не менее, сравнение спектров стекол со спектрами кристаллического фресноита (уТі), стекла состава ВагТіЗігОв и Р-ВагТКАї (ІУТі) показало, что при высоком содержании ТІО2 в стеклах, включающих в себя щелочные оксиды, титан координирован пятью кислородами. В стеклах, содержащих щелочно-земельные металлы, для титана характерны оба типа координации: четверная (ІУТі) и пятерная (уТі).
В работе [79] представлен обзор исследований структуры силикатных и боратных стекол, содержащих никель. Авторы продемонстрировали возможную взаимосвязь широкой цветовой гаммы данных стекол и существования трех видов координационного окружения никеля: 1У№, у№ и У1№.