Синтез многокомпонентных стекол и гетероструктур на основе системы Bi2O3-B2O3-MoO3 и использование их для аналитического контроля

• Автор: Карачевцев, Федор Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.01, 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Содержание
Введение.

. Литературный обзор.

1.1. Гетероструктуры на основе полупроводников

1.2. Сенсорные элементы на основе полупроводников

1.3. Газочувствительные материалы

1.4. Оксидные соединения.

1.4.1 Оксидные соединения висмута, их структура и свойства.

1.4.2. Структура и свойства оксида бора

1.4.3. Структура и свойства боратных сткол

1.5. Синтез стекловидных образцов сравнения

1.6. Использование стекол в целях аналитического контроля
1.6.1. Люминесцентный способ определения ионов РЗЭ в составе висмутатноборатных стекол
1.6.2. Люминесценция ионов лантаноидов в присутствии тушителей.
1.6.3. Синтез гетероструюур на основе висмутсодержащих оксидов и их использование для контроля состава газовых сред.
Постановка задачи
Экспериментальная часть
Исходные вещества и методы исследования
2. Твердофазный синтез.
2.1. Анализ кинетических закономерностей высокотемпературного взаимодействия Вз
и МоОз.
2.2. Анализ кинетических закономерностей высокотемпературного взаимодействия Вз
и БпъОз
3. Синтез многокомпонентных стекол.
3.1. Методика приготовления стекловидных образцов
3.2. Синтез стекол в системе В2ОзВ2ОзМоОз.
3.3. Определение однородности стекол.
3.4. Способ определения однородности по результатам измерения микротвердости
3.5. Определение однородности висмутсодержащих образцов с использованием статистического метода анализа и данных по люминесценции
3.6. Статистическая оптимизация процесса синтеза стекловидных образцов сравнения
3.7. Исследование стабильности СО
4. Люминесцентное определение переходных элементов в составе сложных оксидных систем
4.1. Исследование люминесценции ионов тербии и самария в составе висмутатноборатных стекол.
4.2. Люминесценция ионов лантаноидов в присутствии тушителей люминесценции
4.3. Совместное определение переходных элементов в многокомпонентных системах
5. Исследование взаимодействия висмутатноборатных стекол с ортофосфорной кислотой
6. Синтез и исследование гетероструктур.
6.1. Получение и исследование пероксогептамолибдата аммония.
6.2. Изготовление сенсорного элемента.
6.3. Определение паров воды с использованием синтезированных гстеросгруктур.
6.5. Определение сероводорода с использованием синтезированных гстеросгруктур.
Выводы.
Список использованной литературы


М и О, существование которых обусловлено процессами ионизации и рекомбинации. Для каждого процесса, приводящего к изменению концентрации того или иного компонента, на основании закона действующих масс можно написать свое уравнение равновесия, что и определяет равновесный состав системы. Примерами наиболее распространенных дефектов в оксидах различных металлов являются вакансии кислорода У0, У0, У0, металлические вакансии Ум, Ум, Ум, межузсльиыс атомы металла М, М М, и, наконец, межузельные атомы кислорода О. О., О . Здесь индексы , и означают нейтральную, однократно и дважды заряженную форму дефекта. Для частично восстановленных оксидов главный вклад в изменение их электрофизических характеристик определяется прямым взаимодействием адсорбата с поверхностными дефектами, практически не приводящим к изменению поверхностного загиба зон . Когда основными дефектами являются межузельные атомы кислорода, адсорбент, обладающий в этом случае ртипом проводимости, обнаруживает зависимость электропроводность давление кислорода вида а Р, 5. БгО, ТЬО, , ВаО. В этом выражении восстановительный таз В газообразный продукт. В случае полупроводника типа электропроводность адсорбента возрастает. Восстановительный таз самостоятельно действует как донор электронов. Адсорбированные молекулы инжектируют электроны в зону проводимости и тем самым увеличивают электропроводность. Восстановительные газы, благодаря участию в окислительновосстановительных реакциях, оказывают влияние на стехиометрию оксида и, следовательно, на концентрацию стехиометрических дефектов, определяющих примесную электропроводность адсорбента . М МО 2с 5. МО v е, 5. При использовании в качестве адсорбентов частично восстановленных спеченных оксидов в нейтральной среде основными процессами, влияющими на их электропроводность, будут процессы типа 5. Отмстим, что эффекты изменения электропроводности адсорбента, обусловленные восстановительными процессами 5. Что касается реакции восстановительных тазов с хемосорбированным кислородом уравнение 5. Тагучи . Модель процесса, происходящего в соответствии с уравнением 5. Виндишманом и Марком . В этом случае детектирование восстановительного газа происходит в газовой смеси, содержащей как восстановительный детектируемый газ, так и кислород. При этом относительное изменение электропроводности при наличии восстановительного газа сначала растет с ростом температуры, а затем падает до нуля при достаточно высоких температурах. Клифорлу , удовлетворяет условию 031 и прямо пропорциональна температуре р аТ. В то же время Мак Алеер утверждает, что для сенсоров на основе ,30,8. В работе Страйслера и Рейса 1 предложены различные кинетические схемы, объясняющие указанную степенную зависимость с 0,5р1. Однако чаще всего показатель степени в уравнении принимается равным 0,5. Во всех перечисленных моделях общей чертой является предположение об обязательном взаимодействии восстановительного газа с оксидными адсорбентами. По мнению авторов , , восстановительный газ СО взаимодействует с решеточным кислородом, а роль адсорбированного кислорода сводится лишь к залечиванию образующихся при этом кислородных вакансий. В частности, адсорбция СО на поверхности приводит к образованию точечного дефекта V0, который действует как слабый акцептор. Десорбция молекул С с этих мест приводит к образованию сильного донора V0 поверхностной вакансии кислорода. Таким образом, при совместной адсорбции СО и образуется донор У0 и акцептор 02, сильное кулоновское притяжение между которыми и может объяснить высокую каталитическую активность в плане окисления СО, максимум которой приходится на температурный интервал 00 С. Резистивные сенсорные устройства могут представлять собой как гетероструктуры, так и многокомпонентные системы, нанесенные на поверхность диэлектрика, которые изменяют свои свойства при взаимодействии с компонентами окружающей среды. В качестве газочувствительных материалов известны соединения поливалентных элементов, обладающих выраженной способностью к комплсксообразованию.