Уважаемые коллеги!
Приглашаем Вас принять участие в Семинаре по стеклу!
Лаборатория строения и свойств стекол предполагает провести серию докладов с обобщающими обзорами своих работ.
Первые два доклада из запланированной серии состоятся в четверг, 19 апреля 2018 года, в 14 часов в конференц зале.
1. Г.А. Сычева. 50 лет методу определения параметров зарождения кристаллов в стеклах.
2. Н.М. Ведищева. Оксидные стекла: наногетерогенное строение и его связь со свойствами.
Тезисы доклада Г.А. Сычевой «50 лет методу определения параметров зарождения кристаллов в стеклах»
В 1966г. в составе структурно-физической лаборатории по инициативе директора ИХС чл.-корр. АН СССР Н.А. Торопова в связи с открытием ситаллов была организована группа кристаллизации стекла. В нее вошли: В.Н. Филипович (впоследствии зав. лаб. покрытий), А.М. Калинина (впоследствии руководитель группы дифракционных методов анализа — ДМА), Д.Д. Дмитриев (теоретик), Л.Ф. Григорьева (инженер), Г.А. Грабовенко (Сычева) – препаратор. 25 марта 1968г. на научной сессии ИХС им. И.В.Гребенщикова авторским коллективом В.Н. Филипович, А.М. Калинина, Г.А. Грабовенко (Сычева) был сделан доклад «Новые методы определения скорости зарождения и роста частиц аморфной и кристаллической фаз при фазовых превращениях в стеклах» Он явился итогом по созданию нового метода изучения скорости зарождения и роста кристаллов в стеклах – метода проявления.
Этот метод был предложен более ста лет назад Тамманом и использован им при изучении кристаллизации органических жидкостей. Как правило, зародыши, образовавшиеся при нуклеационной термообработке, имеют из-за низкой скорости роста размеры, меньшие разрешения оптического или электронного микроскопа. Основная идея метода проявления состоит в выращивании зародышей до видимых размеров при более высокой температуре, называемой температурой проявления Tпр. Температура проявления выбирается такой, чтобы скорость роста кристаллов была достаточно велика, а скорость зарождения пренебрежимо мала. Таким образом, при «проявлении» достигается увеличение размеров кристаллов практически без изменения их числа. Последовательность операций при использовании метода проявления следующая: синтез стекол; нуклеационная термообработка для зарождения кристаллов; повторная термообработка при температуре проявления (540-620 °C в зависимости от состава стекла); шлифовка, полировка, травление образцов для увеличения контрастности границ между кристаллами и стеклом. Число и размеры сечений кристаллов на единице площади поверхности определяются с помощью оптического микроскопа Neophot 32 фирмы Carl Zeiss Jena (Германия). Затем необходимо перейти от числа сечений (следов) кристаллов на поверхности к числу кристаллов в объеме, а затем к определению стационарной скорости зарождения (dn/dt). Время нестационарного зарождения характеризуется величиной индукционного периода (определяется пересечением продолжения линейного участка зависимости числа кристаллов от времени термообработки с осью времени). Набор этих экспериментальных данных позволяет получить температурные зависимости скорости стационарного зарождения и времени нестационарного зарождения кристаллов. Зная температурную зависимость стационарной скорости зарождения, можно либо избежать кристаллизации, либо целенаправленно ее вызвать, выдерживая образцы стекла в области температур вблизи максимума скорости зарождения. Для того чтобы получить стеклокристаллический материал (например, фотоситалл), необходимо выдерживать исходное стекло в области, где стационарная скорость зарождения максимальна. Для получения незакристаллизованного продукта эксплуатацию стекла следует вести в температурном интервале до положения, соответствующего максимуму скорости зарождения кристаллов. В настоящее время известны следующие кристаллические соединения стеклообразующих систем, для которых определены температурные зависимости стационарного зарождения при объемной нуклеации. Стекла стехиометрического состава: Li2O×SiO2; Li2O×2SiO2; Na2O×2CaO×3SiO2; 2Na2O×CaO×3SiO2; BaO×2SiO2; CaO×SiO2; стекла смещенных составов, приближенных к стехиометрическому составу: Na2O×SiO2; Na2O×2SiO2; BaO×2SiO2; Na2O×2CaO×3SiO2; стекла нестехиометрических составов: Li2O×SiO2; MgO×Cr2O3; CaMgSi2O6; Na2O×Al2O3×6SiO2; Sn2 P2O7; Na2O×ZnO×P2O5; BaB2P2O9; перовскит; твердый раствор мелилита в окерманите. Как видим, по мере усложнения состава и удаления от стехиометрии количество работ резко сокращается, поэтому изучение кинетики объемного зарождения в системах сложного состава актуально как с научной, так и с практической точки зрения. В настоящее время продолжается изучение особенностей гомогенного и гетерогенного зарождения кристаллов в простых и сложных стеклах.
Тезисы доклада Н.М. Ведищевой «Оксидные стекла: наногетерогенное строение и его связь со свойствами».
При исследовании стеклообразного состояния важно помнить, что стекло это химическое вещество переменного состава, которое является продуктом взаимодействия между компонентами рассматриваемой системы, а не просто результатом плавления шихты. Такой взгляд позволяет объяснять экспериментально наблюдаемые изменения структуры и свойств стекол при изменении их состава и температуры. В докладе рассматриваются описанные в литературе теории строения стекла, а их достоверность анализируется с точки зрения современных структурных данных. Кроме того, будет представлен развитый в ИХС теоретический подход, в соответствии с которым стекла являются растворами, образованными наноразмерными химическими группировками, возникшими в результате взаимодействий между оксидными компонентами рассматриваемых систем. Предполагается стехиометрическое и структурное подобие химических группировок и кристаллических соединений, существующих в этих системах. Показано, что информация о равновесных концентрацях группировок в стеклах позволяет рассчитывать широкий круг их свойств, структуру на уровнях ближнего и среднего порядка и устанавливать количественную связь структура-свойство.
Приглашаются все желающие для активного участия в семинаре!
