Синтез и свойства стеклообразных материалов на основе галогенидов элементов I-IV групп, легированных РЗЭ

• Автор: Бреховских, Мария Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 206 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Стекла на основе фторидов металлов У групп синтез, свойства, применение. Обзор литературы

1.1. Характеристика фторидных стекол

1. 2. Стеклообразование во фторидных системах

1.3. Методы получения и свойства фторидных стекол

Глава II. Экспериментальные метода синтеза и исследования стекол на основе фторидов тяжелых металлов У групп

2. 1. Исходные вещества 2. 2. Аппаратура

2. 3. Методы исследования 2. 3. 1. Химический анализ

2. 3. 2. Анализ фторидов на содержание кислородсодержащих примесей

2. 3. 3. Физикохимические методы исследования

Глава III. Изучение взаимодействия оксидов, оксофторидов и фторидов III РЗЭ и IV циркония, гафния и тория групп с фторокислителями
3.1. Изучение процесса пирогидролиза стеклообразующих фторидных систем методом диаграмм парциальных давлений.
3.2. Взаимодействие оксидов элементов Ш1У групп с фторокислителями ХеР2, ВгРз И С1Рз
3.2.1. Взаимодействие оксидов и оксофторидов РЗЭ, циркония, гафния и тория с дифторидом ксенона
3.2.2. Взаимодействие оксидов и оксофторидов РЗЭ, циркония,
гафния и тория с тетрафторброматами III щелочных металлов
3.2.3. Взаимодействие оксидов и оксофторидов РЗЭ, циркония, гафния и тория с гетрафторхлоратами III щелочных металлов
3.2.4. Взаимодействие фторидов РЗЭ и МР4 с фторгалогенатами щелочных металлов
3.2.5. Взаимодействие фторидов РЗЭ и Шч с ХеР2, С1Р3 и ВгР
3.2.6. Стабилизация четырехвалентного состояния окисления в изучаемых фторидах РЗЭ
3.3. Изучение свойств систем, содержащих четырехвалентные РЗЭ
3.3.2. Взаимодействие фторидов четырехвалентных церия и тербия с кислородсодержащими производными РЗЭ, 2г, Щ ТЬ
Глава IV. Синтез фторцирконатных стекол с пониженным содержанием кислорода и их ИК спектроскопическое исследование
4.1. Получение фторидных стекол с предварительной обработкой шихты дифторидом ксенона, трифторидом брома, трифторидом хлора, с добавками фторидов четырехвалентных РЗЭ
4.2. ИК спектроскопическое исследование фторидных стекол, полученных при обработке фторокислителями
4.3. Исследование оптических неоднородностей во фторцирконатном стекле методом лазерной
ультрами кроскопии
Глава V. Синтез сцинтиллирующих стекол на основе
тетрафторида гафния, легированных ионами Се3
5.1. Влияние фторокисления на сцинтилляционные свойства стекол
5. 2. Синтез стекол в восстановительных и окислительных
условиях и определение их радиационной стойкости
5.3. Синтез стекол с легирующими добавками и их
радиационная стойкость
Глава VI. Синтез и свойства стекол на основе галогенидов
тяжелых металлов
6.1. Фторидные стекла на основе фторида гафния с
повышенной прозрачностью в ИК диапазоне
6.2. Фторидхлоридные стекла, активированные РЗЭ
Заключение Выводы Благодарность Литература
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе научных статей в отечественных и зарубежных журналах, рекомендованных к опубликованию ВАК, 3 авторских свидетельства, 7 статей в расширенных сборниках трудов и в тезисах докладов па конференциях и совещаниях всероссийского и международного уровня, 2 препринта. Личный вклад автора заключается в общей постановке цели и задач исследования. Автору принадлежит решающая роль в разработке и реализации экспериментальных подходов, анализе, интерпретации и обобщении экспериментальных результатов, формулировке выводов, вытекающих из экспериментальных и теоретических исследований. Основная экспериментальная часть работы по синтезу стеклообразующих фторидов во фторокислительной атмосфере выполнена лично автором на оригинальных установках. Диссертация является результатом обобщения многолетних с г. ИОНХ им. Н.С. Курнакова РАН зав. В.А. Федоров, а также с сотрудником ИОНХ РАН В. Ф. Суховерховым. Ряд работ выполнен совместно с проф. Ю.М. Киселевым Химический факультет МГУ, проф. Б.П. I Дмитруком ИОФ РАН, академиком М. Ф. Чурбановым ИХВВ РАН. В них автору принадлежит часть оработы по синтезу, расчету и интерпретации полученных результатов. Связь работы с научными программами. Работа проводилась при поддержке Программ Президиума РАН в рамках программы Направленный синтез веществ с заданными свойствами и создание функциональных материалов на их основе ЦБ2. П, П, 1. ОХНМ 0X2. X2. РФФИ гранты 4, 5, партнерские проекты с компанией i i I. Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и списка литературы. Она изложена на 6 страницах машинописного текста, иллюстрирована таблицами и рисунками. Список цитируемой литературы состоит из 7 ссылок. Глава 1. Стекла на основе фторидов металлов IIV групп синтез, свойства, применение. Обзор литературы. Ниже приведены сведения о стеклообразующих фторидных системах, методах синтеза стекол на основе фторидов металлов IIV групп, их физикохимические свойства, способы получения волокон и области применения. Эти данные использовались нами при обсуждении полученных результатов. Впервые стеклообразование во фторидных системах было обнаружено Новоселовой при изучении фторидов бериллия. Было показано, что во фторбериллатных стеклах в роли стеклообразователя выступают тетраэдры ВеР2 1. Более высокая степень ионности связи во фторидных стеклах по сравнению с оксидными стеклами способствует большей упорядоченности структурной сетки и соответственно уникальным оптическим свойствам минимальным значениям показателей преломления, максимальной дисперсии, узким полосам люминесценции ионовактиваторов. В году под руководством профессора Жака Люка Университет г. Ренн, Франция было открыто целое семейство новых стекол, которые теперь известны как стекла на основе фторидов тяжелых металлов 2. Исследования в области фторидных стекол, проведенные в х годах, изложены в ряде обзоров . В табл. Таблица 1. Р4ВаР2ЬаР3Л1Р3 гвьл 2гР. Устойчивость стекол к кристаллизации определяют по разности температур начала кристаллизации Чс и стеклования 1д, определяемой дериватографически, а также по критической скорости охлаждения 1, определяемой при изотермическом анализе. На практике устойчивость к кристаллизации образцов при охлаждении оценивают по разности температур с и у, как правило, в максимальной толщине образца, получаемого литьем из расплава. Как видно из табл. Ч8 0С и близкие к кварцевому стеклу показатели преломления 1,5, обладают высокой радиационной стойкостью. Таблица 2. Критическая скорость охлаждения 1 стекла 2ВЬАКТ градмин. Длинноволновая граница пропускания в ИК диапазоне и низкий уровень рэлеевского рассеяния позволяют предположить, что во фторидных стеклах собственное затухание может быть на уровне 0, дБкм. Электронное поглощение, рэлеевское рассеяние, обусловленное неоднородностями плотности и состава, и колебательное поглощение считаются собственными видами оптических потерь, поскольку они присущи самому материалу рис. Рис. Собственное затухание в световоде.