Радиационные явления в микронеоднородных структурах активированных фосфатных и фторидных стеклообразных материалов

• Автор: Власова, Анна Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.04, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Аналитический обзор

1.1 Неупорядоченность и неоднородность строения стеклообразных

материалов.

1.2 Явление сегрегации активатора.

1.2.1 Химическая дифференциация и явление сефегации

активатора

1.2.2 Спектроскопические следствия сегрегации активатора

1.3 Слруктура фторалюминагных, фторофосфатных,

ниобисвофосфатных и свипцовофосфатных стеклообразных

материалов. Радиационные и пострадиационные процессы в них
1.3.1 Понятие дефект в конденсированных средах.
1.3.2 Образование радиационных центров в фосфатных
стеклах в результате воздействия ионизирующего излучения.
1.3.2.1 Структура фосфатных стекол.
1.3.2.2 Образование радиационных центров в фосфатных
стеклах при воздействии ионизирующего излучения
1.3.2.2.1 Собственные радиационные дефекты.,.
1.3.2.2.2 Пострадиационное поведение собственных дефектов
1.3.3 Особенности радиационного дефектообразования.
Основные закономерности дефектообразования во фторофосфатных стеклах и радиационные центры окраски.
1.3.4 Общие представления о структуре фторалюминатных
стекол и особенности радиационного
дефектообразования в них
1.3.5 Структура ниобиевофосфатных стекол и дефектность
их сетки.
1.3.6 Структура свинцовофосфатных стекол и особенности
образования радиационных центров в них.
1.3.6.1 Особенности образования радиационных центров
1.3.6.2 Механизмы образования радиационных парамагнитных
центров окраски
1.3.7 Радиационные процессы в активированных стеклах
1.3.7.1 Модель объема захвата свободных носителей.
1.3.7.2 Фотостимулированная перезарядка ионов переменной
валентности
Заключение к главе 1. Постановка задачи настоящей работы
Глава 2. Методика эксперимента.
2.1 Выбор объектов исследования.
2.2 Приготовление объектов исследования.
2.3 Измерение плотности.
2.4 Измерение показателя преломления
2.5 Облучение стекол
2.6 Спектры наведенного оптического поглощения.
2.7 Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса.
2.8 Спектроскопия комбинационного рассеяния.
Глава 3. Экспериментальные результаты исследований
стеклообразных материалов на основе фторидов и их обсуждение
3.1 Исследование фторалюминатных стекол состава
2 ВаР2
3.1.1 Физикохимические свойства
3.1.2 Исследование спектров наведенного оптического
поглощения.
3.1.3 Исследование спектров наведенного ЭПР поглощения.
3.1.4 Исследование спектров комбинационного рассеяния
3.2 Исследование фторалюминатных стекол состава МйСаБгУВаАЬРн ВаР2, активированных ТЬР3
3.2.1 Физикохимические свойства
3.2.2 Исследование спектров наведенного оптического и ЭПР
поглощения.
3.3 Исследование стекол состава Са8гУВаАР4 5ВаР2 и 1Са8гУВаАр ВаРО32, активированных ТЬР3 и соактивированных ТЬР3и ЕиР3.
3.3.1 Исследование стекол состава 1УСа8гУВаАРм
5ВаР2.
3.3.2 Исследование стекол состава МСа8гУВаАР4
ВаРО32
Глава 4. Экспериментальные результаты исследований стеклообразных материалов на основе ниобий и свинецсодержащих фосфатов и их обсуждение.
4.1 Исследование стекол состава К2ОАО3РЬОР2О5.
4.2 Исследование стекол состава Ыа2ОКЬ2О5Р2О5
Заключение.
Список цитируемой литературы


Оригинальный материал изложен в третьей и четвертой главах, которые включают полученные результаты и их обсуждение. Материал диссертации изложен на 9 страницах, содержит рисунок, таблиц. Список литературы включает 7 наименований. ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИ! Под неупорядоченностью обычно понимают отсутствие дальнего порядка в расположении элементарных структурных единиц (атомов, молекул, ионов) в конденсированных средах. По этому признаку принято делить конденсированные среды на кристаллы и растворы, расплавы и их переохлажденные аналоги - стекла. Первые имеют упорядоченное строение, а вторые неупорядоченное, переходя к химической точке зрения, следует обратить внимание на то, что кристаллы, как правило, считаются соединениями постоянного состава, в то время как растворы, расплавы и стекла представляют собой типичные соединения переменного состава. Из этого следует разный подход к исследованию материалов. Для кристаллов характерны структурно-физические исследования типа «состав - свойство». Анализируя структурно-физические особенности неупорядоченных соединений легко прийти к следующим выводам. В расплавах-растворах, как правило, положение отдельных структурных элементов существенно неэквивалентно. Энергия связи и глубина потенциальной ямы выступают в этом случае, как среднестатистические величины. При этом возникает принципиальный вопрос о характере пространственного и энергетического распределения, лежащего в основе усреднения. Перейдем непосредственно к рассмотрению строения стеклообразных материалов. Вопрос дискуссионный, поскольку теоретическое описание макроскопических свойств на основе микроскопических параметров среды возможно лишь при использовании модели, представляющей среду в виде совокупности одинаковых фрагмен тов. Стекло - неудобный объект для исследований ввиду отсутствия трансляционной симметрии, и того факта, что структуру стекла трудно представить в виде совокупности молекул, как это делают в молекулярных жидкостях. Тем самым ни в рамках теории кристаллов, ни в рамках теории жидкости не удается создать строгую теорию строения стекла. A.A. Лебедев предполагал возможность переменного состава самих кристаллов. И.В. Гребенщиков опубликовал фундаментальные работы, касающиеся структурного полиморфизма, Бренал и Тилтон связали структурные образования с симметрией пятого порядка, Р. Л. Миллер обратил внимание на существование в многокомпонентных стеклах полярных и неполярных областей, Е. А. Порай-Кошиц экспериментально подтвердил неоднородное строение стекол и описал метастабильную ликвацию, как предшественницу кристаллизации и другие [1]. В. Захариасена-теорией беспорядочной сетки и кристаллитной теорией А. Л. Лебедева. Появление в -х годах новых областей науки и техники, в частности, квантовой электроники, электроники, лазерной техники, волоконной, силовой, градиентной оптики означало появление новых областей применения стекла, к которому стали предъявляться новые требования. Понятие микронеоднородности в стекле претерпело значительную эволюцию, отражая накопление новых экспериментальных результатов. Сегодня нет сомнений в том, что неупорядоченность и неоднородность структуры неразрывно связаны между собой. Это означает, что в стеклообразном материале существует иерархия областей, отличающихся по размерам, упорядоченности и стехиометрии, не имеющих четко выраженных границ раздела и постоянного состава. Представления о химической дифференциации стекла на полярную и неполярную составляющие были развиты Г. О. Карапетяном при исследовании сегрегации активатора. Быстрое развитие аппаратной базы последние годы позволило непосредственно доказать существование полярных и неполярных областей в различных стеклообразующих системах. Например, для фосфатной системы авторы [3], анализируя данные углового ядерного магнитного резонанса для щелочных ультрафосфатов, предсказали существование щелочной подструктуры, которую они назвали кластерами. Эти области характеризуется сильной ионной связью, одновременно с этим укрепляя поперечные ковалентные связи между фосфатными цепями.