Новые стекла в системах MNbOF5-BaF2-InF3 (M–Mn, Cd, Zn)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье обобщены результаты исследования новых стекол в системах MnNbOF5-BaF2-InF3, ZnNbOF5-BaF2-InF3 и CdNbOF5-BaF2-InF3. Изучены термические характеристики стекол, выявлена роль фториндатных и фторниобатных компонентов в стеклообразовании и кристаллизационном поведении. Стекла в системах MNbOF5-BaF2-InF3 (M = Mn, Zn, Cd) можно считать трехкомпонентными, их структуру формируют полиэдры NbO2F4 и NbO3F3, InF6 и полиэдры, формируемые MFn. Показана возможность получения стеклокерамик. Для стекол в системах CdNbOF5-BaF2-InF3 и ZnNbOF5-BaF2-InF3 зафиксирована фотолюминесценция, соответствующая уровням эмиссии 542, 573 и 673, 751 нм, зависящая от присутствия и концентрации в стекле трифторида индия. Люминесцентные свойства показывают только стекла, в которых по данным МУРР обнаружены наноразмерные включения, 9–13 нм.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. Н. Игнатьева

Институт химии ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ignatieva@ich.dvo.ru

доктор химических наук, главный научный сотрудник

Россия, Владивосток

Н. Н. Савченко

Институт химии ДВО РАН

Email: savchenko@ich.dvo.ru

научный сотрудник

Россия, Владивосток

Ю. В. Марченко

Институт химии ДВО РАН

Email: gor_dvo@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0494-9948

кандидат химических наук, старший научный сотрудник

Россия, Владивосток

В. А. Мащенко

Институт химии ДВО РАН

Email: mashchenko@ich.dvo.ru

научный сотрудник

Россия, Владивосток

С. А. Сарин

Институт химии ДВО РАН

Email: sarin@ich.dvo.ru

научный сотрудник

Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Poulain Mi., Poulain Ma. Oxyfluoride glasses // Mater. Sci. Forum. 1991. N 67/68. P. 129–36.
  2. Adam J.L. Fluoride glass research in France: fundamental and applications // J. Fluorine Chem. 2001. Vol. 107. P. 265–270. https: //doi.org/10.1016/S0022-1139(00)00368-7.
  3. Klouche Bouchaour Z.C., Polain M., Belhadji M., Hager I., Mallawany R.E.I. New oxyfluoroniobate glasses // J. Non-Cryst. Solids. 2005. Vol. 351. P. 816. https: //doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2005.01.081.
  4. Ignat’eva L.N., Antokhina T.F., Savchenko N.N., Polishchuk S.A., Buznik V.M. A spectroscopic study of the structure of fluoroniobate glasses // Glass Phys. Chem. 1998. Vol. 24 (2). P. 97–100.
  5. Ignatieva L.N., Bouznik V.M. The quantum chemical study of the fluoride and oxyfluoride glass structure // J. Non-Cryst. Solids. 1999. Vol. 258. P. 131–139. https: //doi.org/10.1016/S0022-3093(99)00482-2.
  6. Ignat’eva L.N. et al. Synthesis and characterization of bismuth-containing oxyfluoroniobate glasses // Rus. J. Inorg. Chem. 2010. Vol. 55 (6). P. 925–931. https: //doi.org/10.1134/S003602361006015X.
  7. Ignatieva L., Savchenko N., Marchenko Yu.V. Glasses in the NbO2F-BaF2-InF3-ErF3 system //
  8. J. Fluori. Chem. 2018. Vol. 213. P. 37–41. https: //doi.org/10.1016/j.jfluchem.2018.07.001 15. 15. L.
  9. Nazabal V. et al. Fluoride and oxyfluoride glasses for optical applications // J. Fluori. Chem. 2012. Vol. 134. P. 18–23. https: //doi.org/10.1016/j.jfluchem.2011.06.035.
  10. Kai J., Li. W., Lin Y. // Proc. XVII. Int. Congress on Glass. Beijing; 1995. Vol. 5. P. 704.
  11. Polyshchuk S.A. et al. Ionic conduction in glasses in the MnNbOF5-BaF2-BiF3 system // Rus. J. Inorg. Chem. 2013. Vol. 58 (4). P. 387–391. https: //doi.org/10.1134/S003602361304013X.
  12. Aseev V.A., Kolobkova E.V., Nekrasova Ya.A., Nikonorov N.V., Rokhmin A.S. Oxy-fluoride glasses for red phosphors // Mater. Phys. and Mech. 2013. Vol. 17. P. 135–141.
  13. Ignatieva L.N. et al. The glasses in the 30BaZrF6-70NaPO3-хEuF3 system // Rus. J. Inorg. Chem. 2022. Vol. 67. P. 1639–1645. https: //doi.org/10.1134/S0036023622100461.
  14. Polishchuk S.A., Ignatieva L.N., Marchenko Yu.V., Buznik V.M. Bismuth-containing fluoride glasses // J. Struct. Chem. 2016. Vol. 57 (5). P. 901–909. https: //doi.org/10.1134/S0022476616050085.
  15. Ignatieva L.N., Polyshchuk S.A., Antokhina T.F., Bouznik V.M. Glasses in MnNbOF5-BaF2 and MnNbOF5-PbF2 systems // Phys. Chem. Glasses. 2005. Vol. 46 (2). P. 153–156.
  16. Agulyansky А. The Chemistry of Tantalium and Niobium Fluoride Compounds. Elsevier. B.V., 2004. 396 p.
  17. Давидович Р.Л. Атлас дериватограмм комплексных фторидов металлов III–IV групп. М.: Наука, 1976. 284 с.
  18. Ignat’eva L.N. et al. Glasses in the CuNbOF5-BaF2 and CuNbOF5-PbF2 systems // Rus. J. Inorg. Chem. 2007. Vol. 52 (9). P. 1328–1332. https: //doi.org/10.1134/S0036023607090021.
  19. Ignatieva L.N., Savchenko N.N., Marchenko Yu.V., Sarin S.A. Synthesis, structure and crystallization of glasses in the CdNbOF5-BaF2-InF3 system // Ceram. Int. 2019. Vol. 45. P. 17737–17741. https: //doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.05.343.
  20. Ignat’eva L.N., Savchenko N.N., Marchenko Yu.V., Zverev G.A., Buznik V M. Structure and Crystallization of Glasses in the MnNbOF5-BaF2-InF3 System // Rus. J. Inorg. Chem. 2018. Vol. 63 (11). P. 1389–1394. https: //doi.org/10.1134/S0036023618110062.
  21. Ignatieva L.N. et al. Oxyfluoroniobate glasses in the ZnNbOF5-BaF2-InF3 system // J. Non-Cryst. Solids. 2024. Vol. 623. P. 122691. https: //doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2023.122691.
  22. Davidovich R.L., Levchishina T.F., Kaidalova T.A., Sergienko V.I. The synthesis and properties of oxofluoroniobates and fluorotantalates of bivalent metals // J. Less Com. Metals. 1972. Vol. 27 (1). P. 35.
  23. Deschamps A., de Geuser F. On the validity of simple precipitate size measurements by small-angle scattering in metallic systems // J. Appl. Cryst. 2011. Vol. 44. P. 343–352. https: //doi.org/10.1107/S0021889811003049.
  24. Федоров П.П. Критерии образования фторидных стекол // Неорганические материалы. 1997. Т. 33 (12). С. 1415–1424.
  25. Saad M., Poulain M. Glass forming ability Criterion // Mater. Sci. Forum. 1987. Vol. 19. P. 11–18. https: //doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.19-20.11.
  26. Fedorov P.P., Luginina A.A., Popov A.I. Transparent oxyfluoride glass ceramics // J. Fluorine Chem. 2015. Vol. 172. P. 22–50. https: //doi.org/10.1016/j.jfluchem.2015.01.009.
  27. Davidovich R.L., Fedorov P.P., Popov A.I. Structural chemistry of anionic fluoride and mixed-ligand fluoride complexes of indium (III) // Rev. Inorg. Chem. 2016. Vol. 36. P. 105–133. https: //doi.org/10.1515/revic-2016-0009.
  28. Уэллс А. Структурная неорганическая химия. М.: Мир, 1988. 564 с.
  29. Игнатьева Л.Н., Полищук С.А., Савченко Н.Н., Антохина Т.Ф., Марченко Ю.В., Бузник В.М. Cинтез и особенности строения и кристаллизации оксифторниобатных стекол // Вестник ДВО РАН. 2009. № 2. С. 64–71.
  30. Ignatieva L.N., Marchenko Yu.V., Savchenko N.N., Merkulov E.B., Mirochnik A.G. Bismuth containing fluorozirconate glasses doped BiPO4. A glass formation, structural, crystallization and luminescent properties // J. Phys. Chem. Solids. 2021. Vol. 152. P. 109979. https: //doi.org/10.1016/j.jpcs.2021.109979.
  31. Ignatieva L.N., Savchenko N.N., Marchenko Y.V., Mashchenko V.A., Bouznik V.M. Raman study of glasses in the NbO2F-BaF2-InF3-ErF3 and CdNbOF5-BaF2-InF3 systems // Nanosystems: Phys. Chem. Math. 2020. Vol. 11 (3). P. 0–4. https: //doi.org/10.17586/2220-8054-2020-11-3-333-337.
  32. Midryi A.V., Ivanyukovich A.V., Korotkii A.V., Emtsev V.V., Yakushev M.V. Optical properties of indium nitride powder and films // J. Apl. Spectrosc. 2006. Vol. 73. P. 95–98. https: //doi.org/10.1007/s10812-006-0041-0.
  33. Сычикова Я.А. Фотолюминесценция пористого фосфида индия, обусловленная квантовыми переходами в объемно-ограниченных слоях // Наноструктурированные материалы. 2015. № 1. С. 25–31.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. ДСК-кривые образцов в системах MNbOF5-BaF2-InF3 (Mn, Cd, Zn)

Скачать (300KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дифрактограммы образцов, полученных после термообработки исходных стекол в системах MNbOF5-BaF2-InF3 (M = Zn, Mn, Cd) при разных режимах и температурах

Скачать (349KB)
Метаданные
4. Рис. 3. ИК спектры стекол: 1 – 30MnNbOF5-50BaF2-20InF3; 2 – 30CdNbOF5-50BaF2-20InF; 3 – 30ZnNbOF5-50BaF2-20InF3

Скачать (100KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектр КР стекла 30MnNbOF5-50BaF2-20InF3

Скачать (106KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Спектры неупругого рассеяния света стекол в системах ZnNbOF5-BaF2-InF3 и CdNbOF5-BaF2-InF3

Скачать (261KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Спектры люминесценции стекол: 1 – 50ZnNbOF5-50BaF2; 2 – 50ZnNbOF5-40BaF2-10InF3; 3 – 20ZnNbOF5-40BaF2-40InF3; 4 – 20ZnNbOF5-30BaF2-50InF3 при возбуждении λ = 470 и 480 нм

Скачать (253KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Дифрактограммы малоуглового рентгеновского рассеяния стекол в системе: а – 30ZnNbOF5-50BaF2-20InF3, б – 30CdNbOF5-50BaF2-20InF3; в – 30MnNbOF5-50BaF2-20InF3

Скачать (219KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024