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

Диффузионные процессы лежат в основе многих физико-химических свойств стёкол и стеклообразующих расплавов. Кинетика гетерофазных реакций, процессов фазовой дифференциации, ионообменные свойства, удельная электропроводность и числа переноса, вязкость и ряд других свойств определяются в конечном итоге подвижностью катионов или анионных группировок. Практическое использование диффузионных процессов в стеклообразных системах позволяет создавать новые неорганические материалы с заданными или улучшенными свойствами. Без понимания закономерностей диффузии в многокомпонентных оксидных системах, находящихся в твёрдом, высоковязком или расплавленном состоянии, невозможно решение задач, связанных с модификацией поверхности стекла, интенсификацией процессов ионообменного упрочнения и окрашивания стекла. Особо важно значение процессов диффузии при создании оптических сред с закономерным распределением показателя преломления — самофокусирующих волокон, планарных волноводов, переключателей, микролинз, дифракционных решёток, а также других элементов интегральной оптики, на базе которых возможно создание качественно новых устройств передачи, приёма, обработки и хранения информации. Диффузионные процессы в оксидных стёклах и расплавах имеют существенное значение для технологии металлургических производств, при формировании стеклокерамических покрытий для защиты металлов от воздействия агрессивных сред. В ряду других задач, требующих изучения диффузии в оксидных стёклах, следует упомянуть проблему утилизации радиоактивных отходов, путём их стеклования. Проблемы геохимии и геохронологии послужили стимулом для изучения диффузии различных элементов в вулканических стёклах, базальте и других природных оксидных минералах. Исследование процессов диффузии в ИХС РАН проводятся на протяжении более полувека. Под руководством В. В. Моисеева методически изучен обмен щелочных ионов в системах стекло — расплавленная соль, процессов взаимодействия стеклообразных силикатных расплавов, а также распределение ионов в поверхностном слое стекла, прошедшего обменную обработку методом рентгеноэлектронной спектроскопии [1]. Полученные результаты нашли практическое применение и послужили основой для выработки рекомендаций по совершенствованию технологий ионообменного поверхностного упрочнения стекла, в частности, на технологической линии ионообменного упрочнения листового стекла на Мишеронском заводе «Пионер», получения градиентных оптических элементов, окрашенных стёкол. Так, в частности, был разработан метод получения окрашенных полупрозрачных изделий из стекла с повышенной химической стойкостью [ 2 ]. В 1980 г. за разработку ионообменного метода получения самофокусирующихся линз В. В. Моисеев был награждён золотой медалью ВДНХ СССР. В 1961 г. В. В. Моисеев был ответственным исполнителем по теме «Разработка методов радиоактивационного анализа кремнезёма особой чистоты и кремния». В результате была разработана универсальная схема (методика) разделения 28 микропримесей для радиоактивационного определения примесей в полупроводниковых материалах, которая долгие годы оставалась одной из лучших в мире. В 1974 г. по поручению АН СССР и Министерства стройматериалов В. А. Жабрев возглавил работу, посвящённую изучению диффузии в промышленных стёклах Саратовского завода технического стекла (связанную с разработкой промышленной технологии получения поверхностно окрашенных стёкол) и влияния электрического поля, связанного с разработкой промышленной технологии упрочнения листового стекла [3]. Совместно с Институтом стекла велись работы по выбору оптимальных режимов ионообменной обработки листового стекла, было получено два авторских свидетельства на раствор для обработки стеклоизделий и устройство для упрочнения стекла. Изучение взаимодействия катионов в расплавленных силикатных стёклах позволило разработать метод получения градиентных оптических элементов (световодов) методом двойного тигля и плоских фокусирующихся линз. В 1990-е гг. по заказу фирмы «Корнинг» (Corning) велись работы, направленные на разработку заглубленных волноводов методом ионного обмена под действием электрического поля. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 414-423. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 414-423. © Тюрнина Н. Г., Свиридов С. И., Тюрнина З. Г., 2024 415