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.