Взаимосвязь поверхностных и структурных свойств порошкообразного сульфида цинка с прозрачностью оптической керамики на его основе

• Автор: Иконникова, Любовь Фёдоровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 149 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Особенности структурообразования сульфида цинка сероводородного способа получения.

1.1.1. Структурноморфологические параметры сульфида цинка

1 Зависимость свойств материала XпЯ от гранулометрического состава и

плотности вещества

1.1.3 Влияние на степень дисперсности соотношения скоростей образования зародышей и их роста

1.2. Оксидные примеси сульфида цинка и влияние их на качество готового изделия.

1.2.1. Влияние кислорода

1.2.2. Влияние примеси воды.

1.2.3. Возможные пути избавления от негативных оксидных примесей

1.3. Поверхностные свойства дисперсного сульфида пинка
Заключениезо
1.4. Теория и методы определения кислотноосновных свойств поверхности твердых тел
1.4.1. Классификация методов исследования кислотноосновных свойств
поверхности.
1.4 2 Теоретические основы метода ионообменной адсорбциизз
Понятие изоионной точки.
1 4.3. Сила, тип и концентрация кислотноосновных центров поверхности. Теория индикаторного метода
1.5. Постановка задачи исследований.
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И
МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.
2.1. Объекты исследования и характеристики используемых веществ.
2.2. Аппаратура и техника эксперимента
2.3. Определение кислогиоосновных свойств поверхности образцов сульфида цинка. Методики проведения эксперимента.
2.3.1. Определение кислотно основных свойств по изоионному состоянию поверхности. Методики ионообменной адсорбции
2.3.2. Оценка силы, концентрации и типа кислотноосновных центров поверхности. Методика индикаторною методам
ГЛАВА 3. ТЕКСТУРА ИССЛЕДУЕМЫХ ОБРАЗЦОВ И ФАКТОРЫ,
ВЛИЯЮЩИЕ НА ЕЕ ФОРМИРОВАНИЕ
3.1. Грансостав, форма, плотность и пористость частиц .
3.2. Причины образования сульфида цинка различной текстуры
ГЛАВА 4. ПРИРОДА ПРИМЕСИ СУЛЬФАТ ИОНОВ
4 ПКспектроскопический анализ.
4.2. Термопрограммированная десорбция и масссиектрометрия. Влагопоглощение образцов
ГЛАВА 5. ИНТЕГРАЛЬНАЯ КИСЛОТНОСТЬ СУЛЬФИДА ЦИНКА И ЕЕ СВЯЗЬ С КАЧЕСТВОМ ОПТИЧЕСКОЙ КЕРАМИКИ.
5.1. Анализ преимуществ и недостатков различных методов опенки изононного состоянии поверхности
5.2. Зависисмость суспензионного эффекта от параметров системы твердое тело электролитI
5.2.1. Влияние кислотности электролита и времени контакта.
5.2.2. Влияние концентраций электролита и дисперсной фазы.
5.2.3. Влияние химической природы электролита.
5.3. Использование параметра сСц. дли характеристики состояния системы.
5.3.1. Характеристика энергетической однородности поверхностных центров
5.3.2. Связь качества оптической керамики с удельной кислотностью и влагопоглощающей способностью поверхности .
5.3.3. Диаграмма рН состав и ее особенности
ГЛАВА 6. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ КИСЛОТНОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ СУЛЬФИДА ЦИНКА.
6.1 Спектры РЦА спектры распределении ценз ров адсорбции индикаторный метод
6.2. Распределение кислотноосновных центров, оцененное методом неводного титровании
6.3. Взаимосвязь изоионной точки с функцией кислотности Гаммета.юо
6.4. рКа как энергетическая характеристика единичною центраЮ
6.5. рКа как характеристика природы примеси. Изменение концентрации центров кислотноосновной природы при различных видах обработки
6.5.1. Отжиг в вакууме
6.5.2. Отжиг на воздухе.
6 5.3. Влияние кратности промывки пасты 2п раствором сульфида аммония . Нб
6.5.4. Практическое применение параметров рК, и энергии квазиуровня.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Несмотря на богатый экспериментальный материал и обобщение физикохимических закономерное гей процесса осаждения сульфида цинка, инженерный опыт их применения не улучшает ситуации. До настоящего времени технологи не всегда могут понять и устранить причины образования нежелательных или просто плохих по своим технологическим или потребительским свойствам и структурным особенностям осадков сульфида цинка. На практике зачастую довольствуются технологическими данными и методическими описаниями рецептурного характера. В сложившейся ситуации положительный эффект может быть достигнут при введении в контроль дополнительного, чувствительного к химической природе примеси, параметра качества вещества. Литературный обзор настоящей диссертационной работы посвящен рассмотрению данных о причинах нестабильности структурномеханических и оптических характеристик изделий из сульфида цинка сероводородного способа синтеза политипия, полидисперсность, примеси остаточных продуктов синтеза и прочность их удерживания в веществе, а также недостаточная информативность параметров, контролирующих качество полупродукта. Оценена перспективность контроля качества вещества по его поверхностным свойствам. Проанализированы преимущества кислотноосновного параметра поверхности, подчиняющегося всем важнейшим периодическим закономерностям, следующим из электронного строения элементов, и неразрывно связанного с функциональными свойствами вещества. Рассмотрены теоретические основы адсорбционнохимических методов определения кислотности, раскрыт физикохимический смысл параметров кислотности рют, рН1ШТ, рКа, Н . Струшурноморфологнческие параметры сульфида цинка. Нестабильность и реакционная способность поверхности соединений тина АПВУ обусловлена повышенной концентрацией макро и микродефектов структуры ступеньки роста щели, поры, выходы дислокаций, вакансии дефекты Шоттки, атомы в междоузлиях дефекты Френкеля, атомы внедрения и замещения и т. Типичными дефектами в сернистом цинке являются одно и двухзарядные вакансии цинка, цинк междоузельный и однозарядные вакансии серы . Варьируя условиями синтеза сернистого цинка, можно изменять концен грацию собственных дефекзов в широком диапазоне. При низкотемпературном росте сульфида цинка наблюдается получение кристаллов стехиометрического состава . Нестабильности и реакционной способности поверхности способствует также политипия сернистого цинка. Сероводородный синтез не позволяет получить сгруктурно однородные образцы 7. Наряду со сфалеритной модификацией в тонкодисиерсном сульфиде цинка содержится до ,5 вюрцитной модификации и до политипов Кроме того, имеется до рентгеноаморфной фазы. Общим для сфалерита и вюрцита является смешанный ионноковазентный характер связи табл. Различия в величине и характере последовательности плотноупакованных слоев в кубической модификации трехслойная последовательность ЗС и гексагональной двухслойная последовательность 2Н в направлении оси С приводят к образованию структурных форм, получивших название политипы . На сегодняшний день известно около 0 видов политипов, из которых изучено. Политипы являются неравновесными или промежуточными структурными состояниями при переходе сфазеритвюрпит. Незначительное различие энергий структурных форм сульфида цинка различие в свободных энергиях кристаллов лаже с чисто кубической и чисто гексагональной упаковкой слоев составляет менее 0 казмоль способствует их метастабильности. То есть система застревает в
Таблица . Сравнительные характеристики электронных аналогов подгруппы VI В и соединений А1 В на их основе. При этом накопление вюрцитной модификации будет идти в большей степени по поверхности, чем в объеме, вследствие повышения среднеквадратичной амплитуды тепловых колебаний поверхност ных атомов, частично координированных ионами раствора . Устойчивость полиморфных модификаций определяется температурой. Определяющее влияние микроструктуры сульфида цинка на качество изделия отмечается в ряде работ. Авторы работы заметили, что прозрачная в видимой области спектра керамика КО2В состоит из сфалерита на , в то время как прозрачная в ИКобласти керамика КО2 только на .