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

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. П о д р у к о в о д с т в о м д - р а х и м . н а у к С . И . С в и р и д о в а б ы л а и з у ч е н а к и н е т и к а и о н о о б м е н н о г о в з а и м о д е й с т в и я с т ё к о л с р а с п л а в а м и н е о р г а н и ч е с к и х с о л е й и о н о о б м е н н ы х п р о ц е с с о в д л я б о л ь ш о г о ч и с л а о б м е н и в а ю щ и х с я к а т и о н о в , с о с т а в о в с т ё к о л и с о л е в ы х р а с п л а в о в , о п р е д е л е н ы к о н с т а н т ы р а в н о в е с и я , к о э ф ф и ц и е н т ы с е л е к т и в н о с т и , р а с с ч и т а н ы э н т а л ь п и и с м е ш е н и я , к о э ф ф и ц и е н т ы а к т и в н о с т и , д р у г и е т е р м о д и н а м и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и . В п е р в ы е и з у ч е н п р о ц е с с р а в н о в е с н о г о о б м е н а т р ё х щ е л о ч н ы х к а т и о н о в м е ж д у с т е к л о м и с м е с ь ю р а с п л а в л е н н ы х с о л е й . В р е з у л ь т а т е с и с т е м а т и ч е с к о г о и з у ч е н и я д и ф ф у з и о н н ы х п р о ц е с с о в в с т ё к л а х , о с н о в а н н о г о н а п р и м е н е н и и р а д и о а к т и в н ы х и з о т о п о в , у с т а н о в л е н ы ф а к т о р ы , о п р е д е л я ю щ и е д и ф ф у з и о н н у ю п о д в и ж н о с т ь к а т и о н о в , о т л и ч а ю щ и х с я р а з м е р о м и з а р я д о м , в н а т р и е в о - с и л и к а т н ы х с т ё к л а х , с о д е р ж а щ и х д о б а в к и о к с и д о в э л е м е н т о в I - I V г р у п п П е р и о д и ч е с к о й с и с т е м ы Д . И . М е н д е л е е в а ( р и с . 1 ) . lg (D, с м /c) lg ( D, см /c) 1/T 103,K -1 r, nm Рис. 1. Зависимость диффузионной подвижности одно- и двухзарядных катионов в стекле Na 2 O-0,2SnO-2SiO 2 от температуры (а) и величины ионного радиуса (б) [4] О б о с н о в а н а п р и м е н и м о с т ь и о н о о б м е н н ы х п р е д с т а в л е н и й д л я о п и с а н и я в з а и м н о й д и ф ф у з и и с т е к л о о б р а з у ю щ и х р а с п л а в о в с б о л ь ш и м и г р а д и е н т а м и к о н ц е н т р а ц и и р а з л и ч н ы х о к с и д о в щ е л о ч н ы х и щ е л о ч н о з е м е л ь н ы х э л е м е н т о в ( р и с . 2 ) . И с с л е д о в а н ы п р о ц е с с ы в з а и м о д и ф ф у з и и р а с п л а в о в с г р а д и е н т о м к о н ц е н т р а ц и и э л е м е н т о в , о б р а з у ю щ и х а н и о н н у ю м а т р и ц у с т ё к о л . О б н а р у ж е н о , ч т о м е х а н и з м в з а и м о д е й с т в и я р а с п л а в о в с р а з л и ч н о й а н и о н н о й м а т р и ц е й н е в с е г д а о п р е д е л я е т с я п о т о к а м и к о м п о н е н т о в с и с х о д н ы м и г р а д и е н т а м и . У с т а н о в л е н о , ч т о х а р а к т е р в з а и м о д е й с т в и я с и л и к а т н ы х р а с п л а в о в с т р е м я п о д в и ж н ы м и к а т и о н а м и з а в и с и т о т с о ч е т а н и я н а п р а в л е н и я п о т о к о в д и ф ф у н д и р у ю щ и х к а т и о н о в . Р а з р а б о т а н м е т о д о п и с а н и я м н о г о к о м п о н е н т н о й д и ф ф у з и и [ 5 ] . С ц е л ь ю д и ф ф у з и о н н о г о ф о р м и р о в а н и я с т е к л о о б р а з н ы х м а т е р и а л о в с з а к о н о м е р н ы м р а с п р е д е л е н и е м п о к а з а т е л я п р е л о м л е н и я и с с л е д о в а н а к и н е т и к а в з а и м о д е й с т в и я н а т р и е в о - с и л и к а т н ы х с т ё к о л с р а с п л а в а м и н и т р а т о в с е р е б р а , к а л и я , р у б и д и я , ц е з и я и т а л л и я в о т с у т с т в и е и п р и н а л о ж е н и и п о с т о я н н о г о э л е к т р и ч е с к о г о п о л я . П р о в е д е н и е и о н н о г о о б м е н а в п о с т о я н н о м э л е к т р и ч е с к о м п о л е н е т о л ь к о у в е л и ч и в а е т с к о р о с т ь п р о ц е с с а , н о и п о з в о л я е т п о л у ч и т ь р а с п р е д е л е н и е п о к а з а т е л я п р е л о м л е н и я , к о т о р о е н е в о з м о ж н о п о л у ч и т ь о б ы ч н ы м и о н н ы м о б м е н о м . © Тюрнина Н. Г., Свиридов С. И., Тюрнина З. Г., 2024 416