Электрические свойства и структура стекол систем Me2O-P2O5 и Me(Hal)-MePO3, где Me=Li, Na, а Hal=F, Cl, Br и I

• Автор: Устинов, Николай Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава I. Обзор литературы

1.1.0 взаимосвязи электрической проводимости и структуры щелочных стекол.

1.1.1. Электропроводность и структура щелочных стекол

1.2. Особенности структуры стекол на основе пятиокиси фосфора.

1.2.1. О влиянии примесной воды на физикохимические свойства фосфатных стекол

1.2.2. О влиянии галогенионов на структуру и физикохимические свойства фосфатных стекол.
1.3. Электрическая проводимость и природа носителей тока в галогенсодержащих щелочных фосфатных стеклах.

1.3.1. Основы ионного транспорта в твердых стеклах

1.3.2. Об электрической проводимости в стеклах

1.3.3. О развитии теоретических представлений об электрических свойствах стекол
Глава II. Методика эксперимента.
2.1. Синтез стекол и контроль стеклообразного состояния.
2.2. Химический анализ
2.3. Измерение электрической проводимости.
2.4. Плотность
2.5. Измерение скорости ультразвука.
2.6. Микротвердость.
2.7. Дифференциальнотермический анализ, дилатометрические измерения, рентгеновский анализ.
2.8. Хроматографический анализ
2.9. Инфракрасная спектроскопия.
Глава III. Экспериментальные результаты и их обсуждение.
3.1. Об особенностях структуры щелочных фосфатных стекол
3.2. Электрические свойства и структура стекол систем М2ОР2О5 Ме У,Ыа, К..
3.2.1. Стекла системы Л2ОР2О5
3.2.2. Стекла системы ЫаР5
3.2.3. Система К2ОР2О5
3.2.4. Влияние природы щелочных ионов на электрическую проводимость стекол систем М2ОР2О5 и подвижность носителей
3.2.5.0 механизме миграции носителей тока в литиевофосфатных стеклах
3.3. Влияние Мер на физикохимические свойства и структуру стекол систем МС2ОР2О5 Ме Ы, Ыа
3.3.1. Структурнохимические преобразования в щелочных, фторсодержащих фосфатных стеклах
3.3.2. Стекла систем ЬРЬРОз РРОз
3.3.3. Температурноконцентрационная зависимость электропроводности в стеклах систем МсРМсРОз Мс 1л, Ыа.
3.4. Влияние галогенионов на структуру и электрические свойства стекол систем иНа1Р5, где На С, Вг, 1
3.4.1. О структуре стекол систем иНа1Р5
3.4.2. Температурноконцентрационная зависимость электрических свойств в стеклах систем лНа1лРОз, На С, Вг, 1.
Список цитируемой литературы


На зависимости X Д 3 можно выделить две области область низких концентраций ионов натрия, где изменение молярной электропроводности и энергии активации невелико и область значительного до 7 раз увеличения электрической проводимости и падения энергии активации электропроводности. Увеличение проводимости Р. Л. Мюллер 9 объясняет тем, что полярные структурнохимические группировки, ранее изолированные друг от друга неполярными с. Миграция носителей тока осуществляется в среде полярных с. Для характеристики критической концентрации полярных с. Р. Л. Мюллер ввел функцию у степень блокирования полярных с. У полярные с. Эта функция была введена на основе теории Таммана о защитном действии инертных составных частей системы для объяснения зависимостей электропроводность состав и скорость растворения состав, полученных при изучении физикохимических СВОЙСТВ стекол системы 0 . Оказалось, что при объемной концентрации ионов натрия Ыа мольсм3 блокирование полярных с. ЬтаВ0. Г неполярными с. ВО32 нарушается, ионы натрия мигрируют в среде полярных с. Если у 6, а 83 мольсм3, то полярные с. X. е. ВОзя. ГШихныО
Ькепс. Рис. Энергия электролитической диссоциации полярных с. ДФ энергия диссоциации при переходе катиона в междуузлие полярной среды. Рис. Зависимость энергии активации электропроводности Рф и логарифма молярной электропроводности борных стекол от логарифма концентрации ионов натрия 9, . Резкое возрастание электрической проводимости по достижению некоторой критической концентрации щелочных ионов обусловлено среднестатистическим сближением полярных с. Быстрое возрастание электропроводности наблюдается при 9 6А, что близко к значению среднего расстояния между центрами полярных с. В работах, посвященных исследованию структуры и физикохимических особенно электрических свойств стекол, в основном, рассматриваются стекла на основе В3 и БЮ2 имеющие широкое практическое применение. Однако в последнее время внимание исследователей все в большей степени привлекают новые классы стекол, например, на основе оксидных и халькогенидных соединений фосфора. Этот факт обусловлен тем, что стекла на основе традиционных стеклообразных оксидов В3 БЮ2 не могут полностью удовлетворить требования, предъявляемые новыми отраслями науки и техники, например, к использованию стеклообразных композиций в качестве твердых электролитов в химических источниках тока, для изготовления электрохимических датчиков и т. В этом отношении одним из наиболее перспективных классов является фосфатные стекла. В литературе имеются сведения, которые показывают возможность получения ВЫСОКОПрОВОДЯЩИХ стекол на основе Р2С5 и др. О.Зи0. Р0. А1Р3 имеет удельную электропроводность при С 57 Ом1 см1, а при 0С МО2 Ом1 см1. Единого мнения о влиянии галогенионов на электрическую проводимость стекол нет. В ряде публикаций высказывается мнение, что структура галогенсодержащих стекол подобна структуре оксидных, а МеНа1 где На И, С1, Вг, I просто растворены в матрице стекла. В то же время некоторые авторы высказывают предположения о том, что ионы галогенов образуют в структуре стекла самостоятельную подрешетку, которая не зависит от основной матрицы. Увеличение электропроводности вместе с ростом содержания галогенионов многие авторы связывают с появлением в структуре стекла щелочных ионов связанных только с ионами галогенов. Предполагается, что подвижность подобных ионов выше, чем подвижность щелочных ионов связанных с основным каркасом стекла. Так, например, в стеклах систем УНа1УРОз На1 С1, Вг, I но данным электропроводность линейно возрастает, а энергия активации падает. Максимальное значение проводимости получено у стекол системы У1УРОз. В стеклах системы ЫС1У2ОУРО3, как отмечается в , электрическая проводимость возрастает вместе с увеличением объемной концентрации ионов лития. Составы галогенсодержащих фосфатных стекол, обладающие высокой ионной проводимостью, приведены в табл. Как видно из приведенных в табл. Однако в литературе отсутствует единая точка зрения на причины возрастания электропроводности по мере введения в состав стекол галогенионов, а также ее зависимости от их количества и химической природы. Таблица 1. К 3 К. У0. У5 1. О.ЗОУСЬОЛОУРОз 1. Вг0. УРО3 3. О.ЗЗУ. УР 1. Л0. Л9Сг0. РОз 1. КГ1 0. Л0. АеРО3 1.