Электрические свойства и структура галоидсодержащих щелочных боратных стекол

• Автор: Носакин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 164 с.

Оглавление
Введение

Глава I Обзор литературы.

1. Электрические свойства стекол

1.1. Некоторые вопросы электрической проводимости твердых стекол

1.2. О микронеоднородном строении стекол.

1.3. Развитие теоретических представлений о температурноконцентрационной зависимости электрической проводимости стекол.

1.4. О природе носителей тока в стеклообразных материалах

1.4.1. Оксидные стекла с катионной проводимостью.

1.4.2. Фтороберил латные, фтороцирконатные, галоид и серу со держащие стекла

1.5. О методиках определения природы носителей тока

1.6. О строении борного ангидрида и стекол на его основе.
1.6.1. Оксидные стекла.
1.6.2. Оксидные галоидсодержащие боратные стекла.
Глава II Методика эксперимента
2.1. Синтез стекол и приготовление образцов
2.2. Измерение электропроводности
2.3. Определение природы носителей тока и их чисел переноса в
твердых стеклах
2.4. Плотность стекол
2.5. Измерение микротвердости
2.6. Химический анализ.
III Глава Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.1. О взаимосвязи структуры и электрических свойств стекол систем МеВ3, где Ме 1Л, Ка, К.
3.2. О природе носителей тока в боратных стеклах.
3.3. Влияние фтора на электрические свойства стекол системы ЫаРКаВ3
3.3.1. Система КаРКаЗВз
3.3.2. Система НаРМа2Вз.
3.3.3. Влияние природы щелочноземельных катионов на электрические свойства фторсодержащих оксифторидных стекол.
3.4. Электрические свойства и строение стекол системы КаС14Ча
3.4.1. Стекла системы ,033.
3.4.2. Стекла системы 223.
3.5. Природа носителей тока в галоидсодержащих щелочных боратных стеклах
Выводы.
Литература


И. Френкелем для кристаллов, к стеклам, получив при этом удовлетворительное совпадение теоретических и экспериментальных данных . Р. Л. Мюллер, на основании теоретического анализа физикохимических свойств, а также экспериментальных исследований щелочноборатных стекол, пришел к выводу, что величину Ест определяет, в основном, значение энергии электролитической диссоциации Ее 8, , . Ей и Еа зависят от природы носителя тока, его концентрации и состава матрицы исследуемого стекла. Как уже отмечалось ранее, Р. Л. Мюллер предложил рассматривать стекла как растворы слабых электролитов в растворителях с низкой диэлектрической проницаемостью . Степень диссоциации ос полярных
фрагментов структуры в объеме стекла он оценивал в пределах г . Ы2О0,В2Оз 0,ЗЗЫа0,В3 и 0,К0,В3 соответственно. Величина предэкспоненциального множителя ст0 в теоретическом уравнении 1. Действительно, величина ег заряд мигрирующего иона и постоянная Больцмана к известны с высокой точностью. Величину единичного смещения диссоциированного иона 5 можно оценить для рассматриваемого класса стекол по мнению 6 с изменением состава она меняется незначительно. Например, если рассматривать натриевосиликатное или натриевоборатное стекло, то ионы натрия в стекле будут окружены ионами кислорода. Расстояние между центрами двух ближайших ионов натрия равно удвоенной сумме радиусов ионов натрия и кислорода, т. Гца. А 5 А значения ионных радиусов по Белову и Бокию . Значение п легко рассчитывается из данных по плотности исходя из предложения, что все щелочные ионы принимают участие в переносе электричества. Наибольшую неопределенность имеет величина V. Частота колебаний ионов в кристаллической решетке составляет ч гц. V зависит от состава стекла и может меняться в указанных пределах. О. В. Ест в том интервале температур, где сохраняется линейный характер этой зависимости. Независимость Еа от температуры для стекол, находящихся в твердом состоянии при температурах ниже Т, позволяет сделать вывод и о неизменном значении Е8 и подтверждает замороженность термодинамически неравновесной ионноатомной сетки стекол, находящихся при температурах ниже и отсутствие в ней в процессе электролитической диссоциации локальных структурных изменений . В были получены экспериментальные данные, подтверждающие справедливость приведенных выше сведений. Так исследование методами ИК и КР спектроскопии щелочных фосфатных стекол подтвердили характер изменения V в зависимости от типа щелочного катиона и его индивидуальных особенностей силы поля, массы, эффективного заряда, расстояния Ме0 и т. В отмечается . Исследование концентрационных зависимостей химической устойчивости и электрической проводимости щелочных боратных стекол привело Р. Л. Мюллера к выводу о микронеоднородном строении стекла, что позволило интерпретировать зависимость физикохимических свойств от структуры стекол 8, . ВОУ2 структурнохимических единиц с. X. е. В процессе синтеза более сложных по составу стекол в расплаве происходит избирательное взаимодействие компонентов вследствие различия их химической природы. Избирательность взаимодействия компонентов сопровождается их неравномерным распределением в объеме стекла. Это распределение замораживается при охлаждении расплава. Введение первых порций щелочного металла например, Иа в борный ангидрид сопровождается переходом трехкоординированного бора в четырехкоординированный и образованием полярных с. ШВОА2У. Эти полярные с. I друг от друга неполярными ВОУ2 рис. По мере возрастания концентрации ионов натрия содержание полярных с. В было показано,что при объемной концентрации ионов натрия 8 мольсм в стеклах системы НаВз наблюдается сквозная проводимость, обусловленная миграцией тонов натрия в среде полярных фрагментов структуры, которые до этого были блокированы неполярными с. В0зп. Для характеристики критической концентрации полярных с. В2 в полярную с. ИаВ2, Р. X. е. С. Х. Рис. Рост ассоциированных группировок, полярных структурных элементов при увеличении содержания щелочных окислов в стекле в соответствии с представлениями Р. Л.Мюллера . Сплошной линией показан путь носителя тока в среде полярных ехе.