Новые стеклообразные материалы и методы их синтеза. Методы осаждения аморфной фазы из растворов

Содержание

Слайд 2

Методы синтеза стеклообразных материалов Закалка расплавов Осаждение из растворов 3) Получение

Методы синтеза стеклообразных материалов

Закалка расплавов
Осаждение из растворов
3) Получение аморфных слоев из

газовой фазы
4) Перевод кристаллических фаз в аморфное состояние
Слайд 3

Методы осаждения аморфной фазы из растворов Гомогенное осаждение гелей Соосаждение из

Методы осаждения аморфной фазы из растворов
Гомогенное осаждение гелей
Соосаждение из

водных растворов
Электролитическое осаждение аморфных слоев
Слайд 4

Получение аморфных слоев из газовой фазы Термическое испарение в вакууме Катодное

Получение аморфных слоев из газовой фазы
Термическое испарение в вакууме
Катодное

распыление
Осаждение аморфных слоев в тлеющем разряде
Химическое осаждение из паровой фазы
Слайд 5

Перевод кристаллических фаз в аморфное состояние Механическая обработка Облучение Воздействие ударной

Перевод кристаллических фаз в аморфное состояние
Механическая обработка
Облучение
Воздействие ударной

волны
Химические реакции с образованием аморфной фазы
Слайд 6

Методы синтеза кварцевого стекла Электротермические способы Газопламенный способ Синтез из газовой

Методы синтеза кварцевого стекла
Электротермические способы
Газопламенный способ
Синтез из газовой

фазы

Кварцевое стекло:
мас.%:
SiO2 – 99,95;
Al2O3 – 0,01;
Fe2O3 – 0,004;
Na2O – 0,04;
K2O – 0,028;
MgO – 0,012
Вязкость расплава 104-107 Па∙с при температурах варки
(у многокомпонентных стекол ~1-10 Па∙с)
Традиционные методы варки невозможны

Слайд 7

Электротермические методы синтеза Плавка в тигельных вакуумных электропечах Графитовый тигель, T~1750ºC,

Электротермические методы синтеза

Плавка в тигельных вакуумных электропечах
Графитовый тигель, T~1750ºC,
остаточное

давление в начале 0,01-1 Па, в конце 102-103 Па
В конце плавки подается азот (P = (1-2,5)∙106 Па)
В лабораторных условиях: плавка в кварцевой ампуле в молибденовом тигле (P~10-3 Па, T до 2000°С)
Плавка в стержневых вакуумных электропечах
Роторная горизонтальная печь
Вертикальная печь
Недостатки:
взаимодействие с графитом,
образование твердых растворов
SiO2 ↔ SiO + O2/2,
SiO2 + С ↔ SiO + + СО
SiO2 + + х SiO ↔ SiO2 ∙ х SiO

Марка КИ
Men+ ≤ 10-2 масс.%
ОН- < 5∙10-4 масс.%

Слайд 8

Электротермические методы синтеза

Электротермические методы синтеза

Слайд 9

Газопламенный метод синтеза Крупка подается на поверхность, разогретую кислородно-водородным пламенем (T

Газопламенный метод синтеза
Крупка подается на поверхность, разогретую кислородно-водородным пламенем (T ~

2100оС)
Расплав содержит много ОН – групп,
Механизмы образования ОН-групп:
1) взаимодействие SiO2 с парами Н2О
2SiO4/2 + H2O ↔ 2SiO3/2∙OH – на поверхности;
2) взаимодействие SiO2 с Н2
2SiO4/2 + Н2 ↔ SiO3/2∙OH + Si+3O3/2.
Суммарная реакция:
SiO2 + Н2 ↔ ↔SiO + H2O.

Марки КУ, КВ
Men+ ≤ 10-2 масс.%
ОН- < (1,5-6)∙10-2 масс.%