Миграционные свойства и строение фосфатных стекол, содержащих сульфаты щелочных металлов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследован набор физико-химических свойств (плотность, микротвердость, электропроводность на постоянном и переменном токе, термические эффекты) стекол составов Ме2O–МPO3 (М = Li, Na) в интервале концентраций ~80–100 мол% МPO3 и М2SO4–МPO3 в интервале концентраций ~70–100 мол% МPO3, а также стекол этих же систем с объемной концентрацией щелочных ионов от ~2.7‧102 до 3.0‧102 моль/см3, в которых проводилось эквивалентное замещение ионов лития на ионы натрия. Все составы получены с применением растворной технологии при изготовлении исходной шихты. Обнаружено, что практически все свойства исследованных стекол по своим характеристикам незначительно отличаются от свойств стекол близких составов, полученных с использованием твердых исходных компонентов. Показано, что электрические свойства чисто фосфатных и фосфатно-сульфатных стекол с соизмеримой объемной концентрацией основных носителей тока – щелочных катионов близки, т. е. присутствие в смешанном стекле сульфат-ионов повышает электрические параметры незначительно – в пределах порядка при их максимальной объемной концентрации. Эквивалентное замещение ионов Li+ на ионы Na+ в фосфатных и фосфатно-сульфатных стеклах сопровождается проявлением полищелочного эффекта – нелинейным изменением электрических параметров, причем в фосфатно-сульфатной системе (при близкой объемной концентрации ионов-носителей тока) этот эффект проявляется сильнее.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Бочагина

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: irina.s.yaroshenko@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург, 195251

Вера Витальевна Полякова

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: irina.s.yaroshenko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4381-9836
Россия, Санкт-Петербург, 195251

Иван Аристидович Соколов

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого; Институт химии силикатов имени И. В. Гребенщикова – филиал Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» – ПИЯФ

Email: irina.s.yaroshenko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3904-3409
Россия, Санкт-Петербург, 195251; Санкт-Петербург, 199034

Ирина Сергеевна Ярошенко

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Автор, ответственный за переписку.
Email: irina.s.yaroshenko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5775-6878
Россия, Санкт-Петербург, 195251

Список литературы

  1. Минько Н.И., Биналиев И.М. // Стекло и керам. 2012. Т. 85. № 11. С. 3.
  2. Вайсман Я.И., Кетов А.А., Кетов П.А. // Физ. и хим. стекла. 2015. Т. 41. № 2. С. 214; Vaisman Y., Ketov A., Ketov P. // Glass Phys. Chem. 2015. Vol. 41. N 2. P. 157. doi: 10.1134/S1087659615020133
  3. Мартынов К.В., Захарова Е.В. // Радиоакт. отх. 2023. № 2(23). С. 63. doi 1025283/2587-9707-2023-2-63-81
  4. Sci Glass: Database and Information System. Version 9.0. Premium Edition. Newton: ITC, 2018. http//www.sciglass.info
  5. Зарецкая Г.Н. // Совр. наук. техн. 2007. № 6. С. 51.
  6. Бобкова Н.М., Трусова Е.Е. // Стекло и керамика. 2017. Т. 90. № 5. С. 7.
  7. Воронцов Б.С., Москвин В.В., Баитов Ю.В. // Компьютерное моделирование физико-химических свойств стекол и расплавов. Тр. Х Росс. Сем. Курган, 2010. С. 38.
  8. Сандитов Д.С., Бадмаев С.С. // Неорг. матер. 2019. Т. 55. № 1. С. 94; Sanditov D.S., Badmaev S.S. // Inorg. Mater. 2019. Vol. 55. P. 1046. doi: 10.1134/S0020168519100121
  9. Жабрев В.А., Свиридов С.И. // Физ. и хим. стекла. 2003. Т. 29. № 2. С. 210; Zhabrev V.A., Sviridov S.I. // Glass Phys. Chem. 2003. Vol. 29. P. 140. doi: 10.1023/A:1023403024610
  10. Пронкин А.А., Соколов И.А., Нараев В.Н., Лосева М.Н. // Физ. и хим. стекла. 1996. Т. 22. № 6. С. 728.
  11. Соколов И.А., Ильин А.А., Устинов Ю.Н., Валова Н.А., Пронкин А.А. // Физ. и хим. стекла. 2003. Т. 29. № 3. С. 421; Sokolov I.A., Il’in A.A., Ustinov Yu.N., Valova N.A., Pronkin A.A. // Glass Phys. Chem. 2003. Vol. 29. P. 548. doi: 10.1023/B:GPAC.0000007930.11101
  12. Свиридов С.И., Тюрнина З.Г., Тюрнина Н.Г. // Физ. и хим. стекла. 2020. T. 46. № 6. С. 553; Sviridov S.I., Tyurnina Z.G., Tyurnina N.G. // Glass Phys. Chem. 2020. Vol. 46. P. 526. doi: 10.1134/S1087659620060267
  13. Ganduli M., Rao K.J. // J. Non-Cryst. Sol. 1999. Vol. 243. P. 251.
  14. Архипов В.Г., Иванова Л.В., Мамошин В.Л. // Ж. прикл. спектр. 1986. Т. 45. № 3. С. 460.
  15. Непомилуев А.М., Плетнев Р.Н., Лапина О.Б., Козлова С.Г., Бамбуров В.Г. // Физ. и хим. стекла. 2002. Т. 28. № 1. С. 3; Nepomiluev A.M., Pletnev R.N., Lapina O.B., Kozlova S.G., Bamburov V.G. // Glass Phys. Chem. 2002. Vol. 28. N 1. P. 1. doi: 10.1023/A:1014295827303
  16. Орлова В.А., Козлов П.В., Джевелло К.А., Балакина В.А., Беланова Е.А., Галузин Д.Д., Ремизов М.Б. // Неорг. матер. 2019. Т. 55. № 8. С. 890; Orlova V.A., Kozlov P.V., Dzhevello K.A., Balakina V.A., Belanova Ye.A., Galuzin D.D., Remizov M.B. // Inorg. Mater. 2019. Vol. 55. P. 838. doi: 10.1134/S0020168519080119
  17. Колесова В.А., Игнатьев И.С., Калинина Н.Е. // Физ. и хим. стекла. 1976. Т. 2. № 5. С. 400.
  18. Соколов И.А., Валова Н.А., Тарлаков Ю.П., Пронкин А.А. // Физ. и хим. стекла. 2003. Т. 29. № 6. С. 760; Sokolov I.A., Il’in A.A., Ustinov Yu.N., Valova N.A., Pronkin A.A. // Glass Phys. Chem. 2003. Vol. 29. P. 548. doi: 10.1023/B:GPAC.0000007930.11101
  19. Соколов И.А. Стеклообразные твердые электролиты. Структура и природа проводимости. СПб: Политехн. унив., 2010. С. 392.
  20. Chopinet M.H., Massol I.I., Barton I.L. // Glastechn. Ber. 1983. Vol. 53. N 1. P. 65.
  21. Добош А.Ю., Соколов И.А., Химич Н.Н. // Электрохимия. 2024. Т. 60. № 6. С. 415; Dobosh A., Sokolov I., Khimich N. // Electrochemistry. 2024. Vol. 60. N 6. P. 415. doi: 10.1134/S1023193524700071

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. ИК спектры стекол систем Li2O–LiPO3 и Li2SO4–LiPO3. 1 – стеклообразный LiPO3, 2 – 0.1Li2O⋅0.9LiPO3, 3 – 0.18Li2SO4⋅0.82LiPO3, 4 – 0.27Li2SO4⋅0.73LiPO3.

Скачать (38KB)
Метаданные
3. Схема 1.

Скачать (19KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Концентрационная зависимость электрической проводимости (при 293 K) в стеклах систем Li2SO4–LiPO3 (1) и Li2O–LiPO3 (2) [4, 19].

Скачать (49KB)
Метаданные
5. Рис. 3. ИК спектры стеклообразного метафосфата натрия NaPO3 (1) и стекла состава 0.24Na2SO4⋅0.76NaPO3 (2).

Скачать (43KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Электрические свойства стекол систем Na2SO4–NaPO3 (1) и Na2O–NaPO3 (2).

Скачать (47KB)
Метаданные
7. Схема 2.

Скачать (4KB)
Метаданные
8. Схема 3.

Скачать (10KB)
Метаданные
9. Рис. 5. Зависимость изменения электропроводности и энергии активации электропроводности от состава при эквивалентном замещении ионов Li+ на ионы Na+ в стеклах систем xLiPO3–(1–x)NaPO3 (1) и x(0.18Li2SO4× 0.82LiPO3)–(1–x)(0.19Na2SO4⋅0.81NaPO3) (2), здесь 0 ˂ х ˂ 1.

Скачать (76KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025