Введение к работе
.Актуальность проблемы.Изучение стеклообразного состояния зещества является одним из ваших направлений физики и химии твердого тела.Наряду с традиционными физико-химическими пссле-1СЗЗКИЯШ все большее внимание привлекают структурные исследс— закия,позволяющие оценить и рассчитать многие свойства стекол.
ЯМР в стеклах используется вот уне более тридцати лёт.Ис-:ледования в течение первых двадцати лет были осуществлены ста-эдонаркыми методами в низких полях(<2^Т) .когда изучались диполь-ше и квадрупольные взаимодействия на ядрах 'И, 7Ul3Btt<BliiBl '3F, z3/^a./,Vl 20iTL,2oSP& .3 последние годы все чаще применяет-:я импульсная спектроскопия в высоких полях С >ічх>Т),иногда с зрацензем обпазцоз под магическим углом (MAtf) на таких ядрах, сак гУ: и 27А1.
Данная работа представляет результаты ЯМР-псследозаниа нат-иевоборосиликатнкх С НБС ) стекол в низких полях на ядрах IJ3 : з высоких полях на ядрах v«', 23//«, .2'Аб , * *
Она является естественным продолжением рабо'т О.Ерея по изу-їєнио НБС стекол,так широко применяемых в промышленности.
На основе данных стекол синтезированы эмалевые фритты,прз-
!екяеыые для эмалирования'стальных изделии ( посуды,моек и ванн,
.руб и т.п. )«На примере некоторых из этих фритт показано,как
ю результатам ЯМР-исследозанлй моано оценить юс химическую ус-
:о2чнвость.Данные Ш-спектроскопии качественно дополняют резуль-
:аты НР. . '
Цель работы состояла в дальнейшем развитии ШР-исследований ЕС стекол,содержащих оксиды алюшшш^галлия,индея,таллия и желе-:а на ядрах гі3, 2s,sV , ^/Jx , 2^At и 7l6a. и выявлении их :труктурных особенностей.При этом одной из главных задач было сределено создание структурной-модели первой координационной феры { ПКС ), которая позволила бы по данным ЯМ? интерпретировать
4 структуру стекла как набор ассортимента боратных и силикатных групп в строго определенном соотношении, что равносильно пониманию структури стекла. Научная новизна -впервые проведено комплексное ЯМ?-исследование НБС стекол в широком диапазоне изменений Я = Na.gO /ЪоОд от 0.0 до 6.0; -впервые проведено комплексное ЕЛР-исследование НБС стекол,соде жащпх окекд алюминия и зафиксированы три формы координации ало миния А1(4), А1(5), А1(б), а твкке по спектрам ^ и 27А1 показано, что алвмшоборный эффект в данных стеклах не строго соблюдается; -впервые проведено комплексное fiMP-исследовакие НБС стекол,содеї жащих оксид галлия и зафиксированы две формы координации галла а.{4) иа{6), а такке по спектрам *% и '-fra.показано, что галлвоборннй эффект в данных стеклах не строго соблюдается, -впервые проведено комплексное ЯМР-исследозанне НБС стекол,содеї кащих оксиды индия и таллия; -впервые проведено комплексное ЯМР-исследоззкпе НБС стекол,СОДЄ| кащих оксид келеза и показан механизм парамагнитного увирения спектров; -впервые оценена химическая устойчивость эмалевых фритт по результатам ЯМР; -впервые предложена структурная модель ИКС,позволяющая по резуль татам ЯМ? интерпретировать структуру стекол. Практическая значимость работы
Проведенное комплексное ЯНВ-исследоээнзе НБС стекол, а такке цредлогенная структурная модель позволяет несколько по-иному взглянуть на структуру этих стекол, по-иному интерпретировать многие результаты измерения физико-химических свойстз стекол и эмалей на натрпевоборосиликатной основе.
Изучение структуры НБС стекол позволило провести направленный синтез эмалевых фритт с повышенной хгьдческой устойчивостью. Так, синтезированы эмалевые фритты УШЇ-2, УШ1-3,УПИ-4, ЬИ-1-3, МБ-ЛГ-З, ЬЕ-ЇГ-і, й т.п. Эффект от внедрения только эмалированных стальных труб в ПО "Татнефть" и ПО "Баа-нефть" составил более 300 тыс.руб. в год. Данная работа выполнялась в соответствии с программой 0-73.01 ГККТ СССР по проблеме получения химически стойких неметаллических покрытий.
Такке синтезированы фритты покровных эмалей для эмалирования облицовочных плиток, изготавливаемых из доменных
илэкоз Магнитогорского металлургического комбината, а также для эмалирования стеклоплиток - отходов производства оконного стекла Ирбнтского стекольного завода.
Результаты исследований структуры данных стекол унс несколько лет используится в учебном і: научном процесса для студентов специальности 25.0b - химическая технология неметаллических и силикатных материалов Уральского политехнического института им.СМ.Кирова.
Апробация работы. Материалы диссертационной работц докладывались на II Уральской конференции по высокотемпературной физической химии и электрохимии (Свердловск, 197ь), на 71 Всесоюзно:; конференции по строении и свойствам металлических* шлакових расплавов (Свердловск, 19Ь6), на IX Всесоюзной конференции по физической ХНГДІП и электрохимии поеных рэсплавоз и твердых электролитов (Свердловск, 19ъ7), на Всесоюзной конференции по применении ЯМ? в народном хозяйстве (Казань, I9ob), на ХУ Международном конгрессе по стеклу (Ленинград, 19ъ9), на ХУ Конференцій силикатной про-ккялеаности а науки о силикатах (Будапешт, ВНР, 1989), на 91-й Ежегодной конференции Американского керамического общества (Индизнадолис, США, І9В9), на Всесоюзной конференции по новой технологии в строительстве (Белгород, I9S9), на Меядународной конференции по химии твердого тела (Одесса, 1990), на Всесоюзной конференции по химии, строению и применению гетерополисоедакенпй (Днепропетровск, 1990), на УІІ Всесоюзной конференции по строению и свойствам металлических и шлаковых расплавов (Челябинск, 1990), на XII Всесоюзной конференции по неразрушаадим физическим методам контроля (Свердловск,1990), нз Всесоюзной научно-технической конференция (Днепропетровск, 1991), на ХУІ Международном конгрессе по эмалям (Стратфорд, Англия, 1992), на ХУІ Международном конгрессе по стеклу (Мадрид, Испания, 1992).
Публикации» По материалам диссертации опубликовано 33 научных,статьи,получено 9 авторских свидетельств на изобретения.
Работа выполнялась на кафедре химической технологии стекла и саталлов; УШ им.С.М.Кирова и в лаборатории магнитного резонанса физического факультета Брауновского университета ( Провиденс, СПИ. ).
Выражаю глубокую признательность проф.Ф.Брею как руководителю работ по ШР в лаборатории физического факультета Брауновского университета,а таете как внимательному коллеге и искреннему другу. Также виражаю благодарность проф.Р.Киркпат-рику за помощь з совместных исследованиях с Иллинойскигл университетом. Крайне признателен аспирантам М.Оренго, Ф.Сталл-ворту, Д.Мао, Д.Ли, Д.Эмерсон и , конечно же , проф. П.И.Бу-леру, доц. Ю.Д.Кручинину,с.н.с. Н.Т-.Шардакову и аспиранту Е.П.Соснину за своевременную помощь и внимание.
Структура и объем работы.
