Вышедшие номера
Эволюция дефектов строения стекол SiO2-TiO2 при изменении концентрации TiO2 от нуля до разделения фаз
Переводная версия: 10.21883/PSS.2023.04.55999.20
Щербаков И.П.1, Нарыкова М.В.1, Чмель А.Е.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: chmel@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 16 февраля 2023 г.
В окончательной редакции: 16 февраля 2023 г.
Принята к печати: 1 марта 2023 г.
Выставление онлайн: 28 марта 2023 г.

Коэффициент теплового расширения (КТР) стекол системы SiO2-TiO2 уменьшается по мере увеличения содержания TiO2. При концентрации диоксида титана примерно 4-6 mol% (в зависимости от способа синтеза стекла) КТР переходит к отрицательным значениям. При его содержании 8-11 mol% происходит девитрификация. В настоящей работе методами фотолюминесценции и отражательной ИК-спектроскопии исследовано поведение ансамбля дефектов строения композита при увеличении содержания TiO2 до распада стекла на фазы составляющих оксидов. Прецизионные измерения плотности бинарного стекла показали, что при концентрации TiO2 7.9 mol% происходит ранее не описанное в литературе падение плотности в результате конверсии стекла в поликристаллическую субстанцию, составленную из кристаллитов SiO2 и TiO2. В концентрационной области совместимости оксидов ансамбль точечных дефектов включает центры =SiO-Si= и =Ti-O-, а также нейтральные кислородные вакансии =Si-Si= и =Si-Ti=. При концентрации TiO2 7.9 mol% группы =Si-Ti= исчезают, тогда как "мостики" Si-O-Ti остаются стабильными в кристаллизованном материале. Ключевые слова: стекло SiO2-TiO2, точечные дефекты, структурные дефекты, фотолюминесценция, ИК-спектроскопия.
  1. A. Matsuda. J. Ceram. Soc. Jpn. 130, 143 (2022)
  2. S.Kh. Suleimanov, V.G. Dyskin, M.U. Dzhanklych, N.A. Kulagina. Techn. Phys. Lett.  39, 305 (2013)
  3. G. Henderson, X. Liu, M. Fleet. Phys. Chem. Miner. 29, 32 (2002)
  4. B.O. Mysen, P. Richet. Silicate glasses and melts: properties and structure. V. 10, Elsevier Science B, Amsterdam (2005). P. 544
  5. W.T. Minehan, M.R. Schaefer, G.L. Brass. J. Non-Cryst. Solids 147- 148, 582 (1992)
  6. D.L. Evans. J. Am. Ceram. Soc. 53, 418 (1970)
  7. P.С. Schultz. J. Am. Ceram. Soc. 59, 214 (1976)
  8. J. Shelby. Phys. Chem. Glasses 46, 494 (2005)
  9. G. Scannell. PhD Thesis. L'Universite de Rennes 1. (2016). P. 28
  10. M.H. Manghnani, Q. Williams, T. Matsui, P.C. Schultz, C.R. Kurkjian. Minerals 10, 481 (2020)
  11. G. Scannell, D. Laille, F. Celarie, L. Huang, T. Rouxel. Front. Mater. 4. Article 6 (2017)
  12. K. Kamiya, S. Sakka. J. Non-Cryst. Solids 52, 357 (1982). [13Ch. Jin, V. Liu, Zh, Lei. J. Sun. Nanoscale Res. Lett. Article 95 (2015)
  13. F. Flores, M. Aceves, C. Dominguez, C. Falcony. Rev. Superficies Vaci o. 18, 7 (2005)
  14. J.-Y. Zhang, X.-M. Bao, N.-Sh. Li, H.-Z. Song. J. App. Phys. 83, 3609 (1998)
  15. Y.D. Glinka, S.H. Lin, L.P. Hwang, Y.T. Chen, N.H. Tolk. Phys. Rev. B 64, 085421 (2001)
  16. D.I. Tetelbaum, O.N. Gorshkov, A.V. Ershov, P. Kasatkin, V.A. Kamin, A.N. Mikhaylov. Thin Sol. Films 515, 333 (2006)
  17. L. Vaccaro, M. Cannas, V. Radzig. J. Non-Cryst. Solids 355, 1020 (2009)
  18. G. Henderson, M. Fleet. Can. Mineral. 33, 399 (1995)
  19. В. Соколов, В. Плотниченко. Е. Dianov. Неорган. материалы 42, 1393 (2006)
  20. P.H. Gaskell, D.W. Johnson. J. Non-Cryst. Solids 20, 171 (1976)
  21. K. Fukumi, A. Chayahara, M. Satou, J. Hayakawa, M. Hangyo, Sh.-I. Nakashima. Jpn J. Appl. Phys. 29, Part 1, 905 (1990)
  22. T. Zhua, J. Lib, X. Linc. S. Yipc. Stress-dependent molecular pathways of silica-water reaction. J. Mech. Phys. Solids 2005, 53, 1597-1623
  23. D.S. Knight, C.G. Pantano, W.B. White. J. Non-Cryst. Solids 6, 156 (1989)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.