Введение к работе
Ак;ща_льность_ темы. Исследования свойств и строения фторидних стекол показали их важность как в прикладном, так и в научном значении. Однако, остались нерешенными ряд проблем, препятствуюиих применению этих стекол в технике и получению новых составов с требуемыми свойствами.Одной из причин, тормозящей внедрение фторидних стекол для широкого применения, является их низкая технологичность, поскольку все изьестнык фторидные стекла кристаллизуются выше температуры размягчения, что значительно затрудняет получение оптически-однородных заготовок большого размера и вытяжку волокна.
В силу сказанного, целесообразно расширение круга стеклообразующих составов с целью поиска более технологичных стекол путем модификации известных и выявления новых стекольных систем. Целенаправленный поиск и синтез новых стекол возможен лишь при наличии исследований стеклообразующих способностей фторидов металлов, и,в первую очередь, тетрафтори-дов, т.к. наиболее перспективные стекла получены на основе тетрафторида циркония.
Основной целью данной работы являлось: выявление общих закономерностей стеклообразования в системах на основе тет-рафторидов тяжелых металлов (Zr\, U51,, Sn?.); расширение круга стеклообразующих фторидных систем; систематизация известных,поиск и синтез новых фторидных стекол; изучение влияния состава на процесс стеклообразования, свойства и строение стекол на основе тетрафторидов циркония, урана и олова.
Основные задачи работы. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1.Систематизация изученных фторидных стекол по составу и качественная оценка стеклообразующих способностей UP. и SnP.. 2.Синтез исходных веществ и получение стекол в системах ZrP4-BaP2-LaP3-AlP3-Ga(In)P3; (62~x)ZrP4-xUP4-33BaP2-5LaP3; (35-x)ZrF4-xUF4-65SnP0; Sru^-IO^-R*^ (M -Ba, Ba+Sr; R - Al, So, Ga).
3.Исследование концентрационных зависимостей температур размягчения и кристаллизации стекол от содержания GaFv InP., и
UP. в системах на основе ZrP, методом ДТА.
4.Изучение состава продуктов кристаллизации стекол (62-х)
ZrP4-xUP4- 33BaP2-5LaP3 методом РФА.
5-Исследование свойств и микроскопического строения (ЯГР
^Sn, ЯМР ^Sn, ?Р) фторстаннатных стекол.
Научная новизна
Получены стекла новых составов в системах ZrP.-BaP^-LaP3-AlP3-Ga(In)P3; ZrP4-UP4-BaP2-LaP3; ZrP.-UP,-SnP2. Изучено влияние добавок GaP3, InP3 и UP. на температурные характеристики фторцирконатных стекол. Показана связь особенностей взаимодействия тетрафторидов металлов (ZrP., UP, и SnP.) с BaP„ и их стеклообразующих способностей. Предположены причины, препятствующие получению стекол на основе UP,, аналогичных фторцирконатным по составу.Исследована диаграмма состояния системы SnP.-BaP2 и на ее основе впервые получены стекла, содержащие тетрафторид олова. Для этих стекол исследованы область стеклообразования и свойства. На основе ис-ледований ЯГР и ЯМР ^Sn, ?Р сделаны предположения о структурном строении фторстаннатных стекол.
Практическое значение работы
Расширен круг систем и составов, образующих фторидные стекла. Исследованы концентрационные зависимости температур размягчения и кристаллизации для фторцирконатных стекол в системах: ZrP,-BaP2-LaP3-AlP3; ZrP.-BaP2-LaP3 и ZrP.-SnP2 с добавками GaP3> ГпР3 и UP,, что позволило получать стекла с требуемыми значениями Т . Показана аналогичность стеклообразующих свойств тетрафторидов урана и тория, что обеспечивает получение новых составов фторурановых стекол. Собраны и систематизированы данные по составам и свойствам (Т , Т , йТ,
g с
КТР, Пц) для большинства изученных фторидных стекол. Изучена новая стеклообразующая система SnP,-MP2~RP3. Показана возможность целенаправленного поиска составов новых фторидных стекол для систем, стеклообразование которых еще не изучено. Основные результаты и положения, выносимые на защиту: - синтез новых составов фторидных стекол в системах: ZrP4-BaP2-LaP3-AlP3-Ga(In)P3; ZrP4-UP4~BaP2-LaP3; ZrP4-UP4~
SnP2; SnP.-№2~RP3 (M - Ba, Ba+Sr; R - Al, Sc, Ga);
концентрационные зависимости температурных параметров (ї , Т , Tj) для стекол в системах: ZrF.-BaFp-r.aP, -AIF-,-Ga( In) F-.;
вариация температурных параметров (Т ,Т ,Tf) при зч-мещении ZrF, на UP. для стекол в системах: (62-х)ZrF, -х!Г?, ЗЗВаР2-5ЪаР3 и (35-х)ZrF„-xUF4-65SnF2;
выявление фактора, ограничивающего получение фторура-новых стекол, аналогичных по составу фторцирконатныч;
исследование диаграммы состояния системы БпР.-ВаРр с целью определения вероятных областей стеклообразования;
область стеклообразования и свойства стекол SnP.-MF0-RJ?3 (М - Ba, Ba+Sr; R - Al, Sc, Ga);
структурное строение фторстаннатных стекол по данным ЯГР 119Sn и ЯМР 119Sn, 1%
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на XV Международном конгрессе по стеклу г. Ленинград 1989 г., на конференции "Строение,свойства и применение фосфатных, фторидних и халкогенидных стекол" г.Рига 1990г., на IX Всесоюзном симпозиуме по химии неорганических фторидов г. Череповец 1990г., на международном Японско-Российско-Китайс-ком семинаре "Стеклообразное состояние: молекулярно-кинети-ческий аспект" г.Киото (Япония) 1992г., на международном Китайско-Японско-Российском семинаре "Стеклообразное состояние: молекулярно-кинетический аспект" г.Пекин (Китай) 1994 г., на IX Международном симпозиуме по неоксидным стеклам, г. Пекин (Китай) 1994 г.
По материалам диссертации получены 2 авторски" свидете -льства и опубликованы 5 статей в журналах, 7 докладов в трудах конференций и 1 препринт.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 138 страницах и включает введение, б глав и выводы, содержит 36 рисунков, 11 таблиц, список литературы, включающий 152 наименования и приложение, в котором собраны составы и свойства наиболее изученных фторидних стекол.
