Труды КНЦ (Технические науки вып.3/2023(14))

на основе германатных и германий-силикатных систем, содержащих тяжелые металлы. В результате многочисленных исследований, проведенных нами в германатных и силикатных стеклообразующих системах, установлено, что в присутствии М е 2 Оз (Ме — A l, Ga, Ві, Y ) и катионов-модификаторов в пространственной сетке стекол происходит изоморфное замещение [СеО4], [Si 0 4 ] основных групп и [MeO4] [1—5]. Уникальное влияние катионов-модификаторов на способность групп [MeO4] и [GeO4], [Si 0 4 ] строить единый пространственный каркас объясняется sp3-гибридизацией Me3+ и образованием поляризованных комплексов типа [MeO 4 ] 2 -Me2+, в которых отрицательный избыточный заряд компенсируется катионами модификаторами, расположенными в координационной сфере комплекса. Такое структурное преобразование позволяет прогнозировать и синтезировать новые, устойчивые к кристаллизации, высокопроницаемые стекла с низкими температурами стеклования. В данной работе представлены результаты изучения влияние оксидов (Me — A l, Ga; Y , Bi) и фторидов MeF 2 (Pb, Ba, Sr) на теплофизические и оптические свойства стекол систем Pb 3 Ge 2 0 7 - Me203-MeF2. Установлено, что частичное замещение кислорода фтором (обладающим малой полярностью по сравнению с ионами кислорода) позволяет регулировать значения относительной дисперсии (v = 55—25) стекол, с сохранением при этом относительно высоких значений показателя преломления ( пб = 1,660—2,050) и прозрачности в ИК-области спектра. В наших ранних исследованиях [6—10] было показано, что германатные системы, содержащие одновременно фториды щелочноземельных и трехвалентных металлов, более склонны к кристаллизации расплавов, которая усиливается с увеличением концентрации фторидов. С целью повышения кристаллизационной устойчивости, регулирования оптических показателей стекол и повышения пропускания в ИК-области спектра показателей в системы были введены эквимолярные количества оксида и фторида одноименных элементов (SrO/SrF 2 ; Ba 0 BaF 2 ; Pb 0 PbF 2 ) для управления значений n D и v, а также для повышения ИК-пропускания стекол. Цель данной работы — синтез и разработка новых высокопрозрачных стекол в ИК-области спектра на основе оксифторидных германатных систем Ge 0 2 -Ga 2 0 3 -Me 0 /MeF 2 (Me — Sr, Ba). Р езультаты исследований Для создания стекол с высокой прозрачностью в ИК-диапазоне и улучшенными оптическими параметрами исследованы области стеклообразования и ликвации, диаграммы плавления и кристаллические фазы Pb 3 Ge 2 0 3 (BaGe 0 )-Me 2 0 3 (Me — Al, Ga, Bi)-MeF 2 (MeF 3 ), определены оптические и физико-химические свойства синтезированых стекол. Синтез стекол проводили в корундовых и платиновых тиглях в электропечи при температуре 1100—1400 °С. Для снижения летучести компонентов в пекарную смесь вводили GeO 2 в виде предварительно синтезированных германатов свинца и бария, а для снижения температуры кипения использовали эвтектические соединения оксидов и фторидов. На рис. 1а и б показаны области стеклообразования стекол исследуемых систем, устойчивых к кристаллизации. Стекла Pb 3 Ge 2 0 7 -PbF 2 образуются при содержании PbF 2 до 50 мол. %, температура ликвидуса системы снижается от 820 до 600 °С. Основной кристаллической фазой является a-Pb 3 Ge 2 0 7 , в области стеклования, в кристаллической фазе, преобладает PbF 2 . В ИК-спектре поглощения стекол бинарной системы с добавкой PbF 2 снижается интенсивность полосы поглощения групп [Ge 2 0 7 ], обусловленная колебаниями связей Ge-O, с максимумом 755 с м 1. Он смещается в область более низких частот за счет увеличения концентрации изолированных тетраэдров [Ge 0 4 ] в расплаве и в результате его кристаллизации. В присутствии оксидов трехвалентных элементов в трехкомпонентной системе наблюдается расширение области стеклования, и чем больше ионный радиус Мез+, тем шире область стеклообразования системы. ИК-спектры поглощения стекол систем Pb 3 Ge 2 0 7 -MeF 2 характеризуются двумя широкими поглощениями разной интенсивности в интервале 900—700 с м 1 — валентные колебания связи G e -0 в группах [GeO 4 ] и деформационные в интервале 600—400 см-1. При введении и последующем увеличении концентрации фторидов двухвалентных металлов усиливаются, несмотря на уменьшение Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 91-96. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 91-96. © Григорян Т. В., Тороян В. П., Гаспарян Л. А., Еганян Д. Р., Манукян Г. Г., Князян Н. Б., 2023 92