Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Для регистрации спектров комбинационного рассеяния света (КРС) использовался спектрометр SENTERRA II (Bruker). Спектры были записаны в диапазоне 200-1600 см-1 с разрешением 3 с м 1. Измерение спектров КРС проводилось в ресурсном центре «Оптические и лазерные методы исследования вещества» Научного парка СПбГУ. Температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) определялся при помощи дилатометра. Измерениям подвергались образцы синтезированных стёкол, предварительно измельчённых в агатовой ступке до тонкости зёрен порядка 60-80 мкм и спрессованных в виде параллелепипедов размером 10x5^5 мм, массой 0,5-0,7 г в зависимости от плотности образца. ТКЛР исследовали на автоматической установке с использованием программируемого терморегулятора Термодат-16, кварцевого дилатометра и цифрового измерителя Tesatronic TT-80 с собственным измерительным щупом TESA GT 21HP на воздухе в интервале температур 25-550 °С при нагреве с постоянной скоростью 3 град-мин-1. Результаты и обсуждение Основными базовыми структурными группировками боросиликатных стёкол являются треугольники бора В00 и тетраэдры кремния Q (0-4), где цифра обозначает количество мостиковых атомов кислорода. Введение в состав этих стёкол оксидов-модификаторов по-разному сказывается на кремниевой и боратной подсетках. В случае боратной сетки взаимодействие модификатора с ней заключается в трансформации симметричных треугольников бороксольных колец в тетраэдры бора В 0 ^ , способствующие развитию этой сетки в пространстве. Такое воздействие модификаторов приводит, в частности, к росту Tg и снижению ТКЛР, однако достижение такой концентрации модификатора, при которой в кольце образуется больше двух тетраэдров, приводит к обратному процессу деструкции тетраэдров и формированию треугольников бора с немостиковыми атомами кислорода (мета- и пироборатных треугольников). Взаимодействие же модификатора с кремниевой сеткой следует рассматривать с точки зрения равновесия базовых структурных единиц Qn (n = 0:4). Отсутствие возможности у атома кремния изменить свою кислородную координацию приводит к накоплению немостиковых атомов кислорода в структуре стекла, что выражается в повышении величины ТКЛР и снижении Tg. Таким образом, при анализе структуры смешанных боросиликатных стёкол удобно опираться на их индивидуальные базовые и надструктурные группировки, несмотря на то, что боросиликатная сетка в действительности является смешанной. Анализ структуры исследованных стёкол в рамках нашей работы проводился на основе данных спектров комбинационного рассеяния света (рис. 1). В спектрах выделяется ряд характеристичных областей, первая из них — высокочастотная в интервале 1250-1600 см-1, обычно характеризует исключительно колебания симметричных и ассиметричных треугольников бора. Однако для исследованных стёкол её анализ затруднён вследствие малой примеси оксида европия к реактиву Gd2O3, что привело к перекрытию аналитической области узкой полосой люминесценции катиона европия c максимумом при 1500 см-1. Следует отметить, что концентрация примеси лежит в пределах погрешности рентгеновского энергодисперсионного анализа, вследствие чего её влияние на структуру можно считать незначительным. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 35-41. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 35-41. ■S-O-SKB)-— 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Частотный сдвиг, см 1 Рис. 1. Спектры комбинационного рассеяния алюмоборосиликатного стёкол с различным соотношением CeO 2 /Gd 2 O 3 © Барабанов Н. М., Тюрнина Н. Г., Тюрнина З. Г., Мальчукова Е. В., Поволоцкий А. В., 2024 37