Фазовое разделение «жидкость – жидкость» в двойных боратных системах и способы управления этим явлением

В двухкомпонентных щелочесодержащих системах R₂O – B₂O₃ метастабильное фазовое разделение существует только в системе с Li₂O (Т_крит. 453 °С соответствует составу с 4.5 мол.% Li₂O). Во всех системах с оксидами RO фазовое разделение происходит уже в стабильной жидкости.

Предельные составы области фазового разделения Δ_ф.р., выраженная в мол. % оксида, являются функцией силы поля катиона Z/R [отношения численного заряда катиона (1 или 2) к радиусу катиона, в единицах Ǻ] (рисунок 13).

Рисунок 13 – Зависимость ширины области фазового разделения в боратных системах от силы поля катиона

Очевидно, что появление сильно полярных областей в неполярной среде является причиной расслаивания («подобное стремится к подобному»). Чем больше сила поля катиона (больше ионность) в отдельных местах структуры, тем больше несовместимость структур – ковалентной, состоящей практически из B₂O₃, и ионогенной, обогащенной боратами металлов. Для устранения расслаивания в состав расплава добавляют 2-4 % R₂O или Аl₂O₃.

Этот приём используется в практике разработки промышленных стекол, когда желательно сделать стекло прозрачным, но сохранить уровень оптических постоянных.

Библиографический список

1. Химическая технология стекла и ситаллов: учебное пособие / О.В. Казьмина, Э.Н. Беломестнова, А.А. Дитц; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 184 с.

2. Немилов С.В. Оптическое материаловедение. Оптические стекла: Учебное пособие. – СПб.: CПбГУ ИТМО, 2011. – 175 с.

3. Borate Glasses. Structure, Properties, Applications. Ed. by L.D.Pye, V.D.Fréchette, N.J.Kreidl. Plenum Pess, N.Y., L. 1978.

4. Adv. Mater. Res. V. 39-40, P. 103-110. 2008.

5. Р.И. Брескер, К.С. Евстропьев, Журн. прикл. химии. т. 25. № 9. 905. 1952.

28