Миграционные свойства и строение фосфатных стекол, содержащих сульфаты щелочных металлов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или 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