Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2023(14))

Acknowledgments: the article was supported from the topic of state assignment for Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences (ISC R a S) (No 0097-2022-0003) ( No 0081-2022-0005 ), subsidy of the Ministry of Education and Science of Russia. For citation: Crystallization of glasses in №20-2В2С>3— Ba02B20 section of the sodium-barium-borate system / I. G. Polyakova [et al.] // Transactions of the tola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 56-61. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.4.009 Введение Тройная система Na 2 O -B aO -B 2 O 3 стала вызывать устойчивый интерес исследователей после того, как более 30 лет назад в ней удалось вырастить крупные монокристаллы Р-ВаВ 2 О 3 (ВВО) с выдающимися нелинейно-оптическими свойствами и высокой химической устойчивостью [ 1 ]. Из-за наличия высокотемпературного фазового перехода в a -фазу, не обладающую нелинейно­ оптическими свойствами, ВВО можно выращивать только методом раствора-расплава, при этом оксид натрия используется как плавень [2, 3]. Фазовая диаграмма системы изучалась именно в свете этих интересов, начиная с бинарного метаборатного разреза BaO-B 2 O 3 -N a 2 O-B 2 O 3 и далее в область уменьшения содержания оксида бора, поскольку выяснилось, что из обогащенного оксидом бора расплава вырастить совершенные монокристаллы невозможно [4]. Делались попытки синтезировать в области с содержанием В 2 О 3 более 50 мол. % тройные нецентросимметричные соединения, потенциально обладающие нелинейно-оптическими свойствами. Так, в работе [5] синтезировано и кристаллографически охарактеризовано такое соединение — Na 2 O- 2 BaO- 9 B 2 O 3 (1 : 2 : 9), однако существенными нелинейно­ оптическими свойствами оно не обладает. Позже в высокоборатной области системы было получено еще одно тройное соединение — Na 2 O- 2 BaO- 5 B 2 O 3 (1 : 2 : 5) [ 6 ], также не имеющее каких-либо выдающихся нелинейно-оптических свойств. Область стеклообразования в системе N a 2 O -B aO -B 2 O 3 р ан ее не изучалась, но очевидно , что она должна располагаться в части системы с высоким содерж анием стеклообразователя (более 50 мол. % оксида бора). Сравнительно подробно были изучены свойства стекла, имеющего состав упомянутого выше кристалла со стехиометрией 1 : 2 : 9 [7-10], однако взятые изолированно, вне сравнения с другими стеклами системы, эти данные не вызывали большого интереса. Единственная работа, где ряд стекол системы Na 2 O -B aO -B 2 O 3 исследован систематически, изучены температуры стеклования (Tg) и коэффициенты термического расширения в диборатном разрезе системы (Na2O2B2O3-BaO2B2O3) — [11], и для этих свойств обнаружено проявление поликатионного эффекта. Целью данной работы было изучение кристаллизации стекол разреза Na2O2B2O3-BaO2B2O3 и их фазовых превращений при нагревании. О бозн ачения Все стекла изучаемого разреза содержат 66,7 мол. % В 2 О 3 , поэтому их состав может обозначаться одним числом — содержанием оксида натрия. Так, стекло состава 11,1Na2O22,2BaO66,7B2O3 будет записано как NaBaB-11,1. Дибораты натрия и бария обозначаются как Na 2 B и Ba 2 B соответственно. О б ъ ек ты и методы Десять стекол диборатного разреза были предоставлены для исследования авторами работы [11], еще девять стекол синтезированы авторами данной работы. Условия синтеза были одинаковыми, они описаны в [11]. Кристаллизация стекол производилась в шахтных печах, рентгенофазовый анализ (РФА) выполнялся на дифрактометре «ДРОН-3», излучение CuKa. Для дифференциально-термического анализа (ДТА) использовался дериватограф фирмы МОМ, скорость нагрева 10 K/мин, масса навески 0,8-0,9 г, тигли платиновые. Стекла исследовались в виде порошков и монолитных стекол, представляющих собой наплавленный в тигель ДТА расплав, полученный после кристаллизации и плавления порошка. Полученное таким способом стекло имеет огненно -полированную поверхность, не склонную к кристаллизации, что стимулирует образование кристаллов в объеме стекла. В ряде случаев кристаллизацией монолитных стекол удавалось вырастить новые соединения [12]. Для кристаллизации платиновые © П олякова И. Г., Лушникова Е. О., Тю рнина З. Г., Тюрнина Н. Г., 2023 Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 56-61. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 56-61. 57