Исследование свойств стекол, образующихся в системах

NaF – МеF₂ – CdSO₄ (Me – Ca, Ba)

Оптическая прозрачность стекол

Для изучения оптической прозрачности стекол, синтезированных на основе сульфата кадмия, были использованы пластинки из стеклообразных образцов площадью ~ 100 мм² и толщиной 0.25 – 0.50 мм. ИК-спектры образцов в среднем ИК-диапазоне (2,5 – 25 мкм, 4000 – 400 см^-1) регистрировали на ИК Фурье спектрометре ФСМ-1201, а в видимой области (0,35-0,9 мкм) - SPECORD-40. Полученные стеклянные пластинки являются прозрачными для ИК-излучения в диапазоне до 7 - 8 мкм (1300 - 1200 см^-1), пропускание составляет 60-80 % (рис. 3.7 – 3.8). В коротковолновой области наблюдается ограничение пропускания. В видимой области спектра все полученные стекла обладают широкой полосой пропускания во всем видимом диапазоне длин волн от 350 нм до 900 нм, а пропускание составляет 50 – 65 % (рис. 3.9). В УФ-диапазоне коротковолновый край поглощения находится в пределах 259-267 нм. Ширина запрещенной зоны, рассчитанная по формуле ∆Е(эВ)=1,24/λ(мкм) [41], составляет 4,8-4,6 эВ. Исходя из рассчитанной величины ∆Е, получаемые стекла следует считать диэлектриками.

Рис. 3.7. ИК-спектр пропускания стеклообразного образца состава         0,2NaF – 0,2СаF₂ – 0,6CdSO₄. Толщина образца 0.4 мм

Рис. 3.8 ИК-спектр стеклообразного образца состава 0,5NaF – 0,1BaF₂ – 0,4CdSO₄. Толщина образца 0,3 мм

Рис. 3.9 УФ-спектр стеклообразного образца состава 0,5NaF – 0,1BaF₂ – 0,4CdSO₄. Толщина образца 0,3 мм

Для анализа существующих полос поглощения в синтезированных стеклообразных материалах, были зарегистрированы ИК-спектры их порошков, приготовленных в виде таблеток с прокаленным КBr (рис. 3.10–3.11).  Масса стеклообразного образца составляла 0,5 % от массы таблетки. Для изготовления таблетки использовали 1 мг перетертого до пудрообразного состояния стеклообразного образца и 200 мг прокаленного бромида натрия. Исходные порошки тонко измельчали и смешивали на шаровой мельнице. Прессование проводили под вакуумом при давлении 7 – 8 т/см².

Рис. 3.10. ИК-спектр пропускания аморфного образца состава 0,2NaF – 0,2СаF₂ – 0,6CdSO₄ в прокаленном КBr. Толщина образца 0.4 мм

В полученных ИК-спектрах наблюдали полосы, характеризующие колебания гидроксогрупп молекул воды в области спектра 3500 - 3400 см^-1 и 1620 см^-1 [42], несмотря на то, что расплав шихты выдерживали при температуре 1270 К, а отгонка воды из соединения заканчивается при температурах ниже 500 К. Вероятно это связано с тем, что полученные стекла весьма гигроскопичны и в процессе хранения поглощают влагу. Полосы при 1100 см^-1, 980 см^-1 и 620 см^-1 отнесены к валентным колебаниям связей в сульфат-анионе, полосы при 587см^-1, 553 см^-1 и 484 см^-1 к валентным колебаниям связей в молекулах СаF₂, полоса при 426 см^-1 соответственно к валентным колебаниям в молекулах NaF, что хорошо согласуется с литературными данными [41]. Полосы в области 2400-2150 см^-1 по их положению и небольшой интенсивности отнесены к обертонам низкочастотных колебаний.

Рис. 3.11. ИК-спектр пропускания аморфного образца состава 0.5NaF – 0.1BaF₂ – 0.4CdSO₄ в прокаленном КBr. Толщина образца 0,3 мм