stringtranslate.com

Фосфатное стекло

Фосфатное стекло — класс оптических стекол , состоящих из метафосфатов различных металлов. Вместо SiO 2 в силикатных стеклах стеклообразующей подложкой является P 2 O 5 .

Открытие

Доктор Алексис Г. Пинкус из Американской оптической компании предоставил образцы алюминиево-фосфатного стекла исследователям из Ок-Риджа в эпоху Манхэттенского проекта, и в 1945 году Аристид В. Гросс в записке исследователя Колумбийского университета случайно назвал его изобретателем. [1]

Физические свойства

P 2 O 5 кристаллизуется как минимум в четырех формах. Наиболее известная полиморфная модификация (см. рисунок) включает молекулы P 4 O 10 . Остальные полиморфы являются полимерными, но в каждом случае атомы фосфора связаны тетраэдром атомов кислорода, один из которых образует концевую связь P=O. О-форма имеет слоистую структуру, состоящую из взаимосвязанных колец P 6 O 6 , мало чем отличающуюся от структуры некоторых полисиликатов . [2]

Каркасная структура P 4 O 10 , напоминающая структуру адамантана , является основным строительным блоком для фосфатных стеклообразователей.

Фосфатные стекла обладают высокой устойчивостью к плавиковой кислоте . Благодаря добавлению оксида железа они действуют как эффективные поглотители тепла.

Железофосфатное и свинцово-железофосфатное стекло являются альтернативой боросиликатному стеклу для иммобилизации радиоактивных отходов . [3]

Уникальные свойства

Фосфатные стекла могут иметь преимущество перед кварцевыми стеклами для оптических волокон с высокой концентрацией легирующих редкоземельных ионов. [4] [5]

Смесь фтористого стекла и фосфатного стекла представляет собой фторфосфатное стекло .

Серебросодержащее фосфатное стекло применяется в дозиметрах из фосфатного стекла . Он излучает флуоресцентный свет при облучении ультрафиолетом, при предварительном воздействии ионизирующего излучения , в количестве, пропорциональном дозе. [6]

Некоторые фосфатные стекла биосовместимы, водорастворимы и подходят для использования в качестве разлагаемых каркасов для тканей и костей в организме человека. [7]

Рекомендации

  1. ^ «Примечание об использовании стекол, не содержащих кремнезема, для работы с безводным фторидом водорода и гексафторидом урана» . Колумбийский университет. Сентябрь 1945 года . Проверено 15 февраля 2018 г.
  2. ^ Карабулут М., Мельник Э., Стефан Р., Марасингхе Г.К., Рэй К.С., Куркджян Ч.Р., Day DE (2001). «Механические и структурные свойства фосфатных стекол» (PDF) . Журнал некристаллических твердых тел . 288 (1–3): 8–17. Бибкод : 2001JNCS..288....8K. дои : 10.1016/S0022-3093(01)00615-9. Архивировано из оригинала (PDF) 5 августа 2016 г.
  3. ^ «Железо-фосфатное стекло как альтернативная форма отходов для Хэнфордского закона» (PDF) . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Февраль 2003 года . Проверено 22 марта 2010 г.
  4. ^ Рюдигер Пашотта. «Кремнеземные волокна». Энциклопедия лазерной физики и техники . РП Фотоникс Консалтинг ГмбХ . Проверено 22 марта 2010 г.
  5. ^ Карабулут М., Мельник Э., Стефан Р., Марасингхе Г.К., Рэй К.С., Куркджян Ч.Р., Day DE (2001). «Механические и структурные свойства фосфатных стекол» (PDF) . Журнал некристаллических твердых тел . 288 (1–3): 8–17. Бибкод : 2001JNCS..288....8K. дои : 10.1016/S0022-3093(01)00615-9.
  6. ^ "Дозиметр фосфатного стекла" . Европейское ядерное общество . Проверено 22 марта 2010 г.
  7. ^ Битар М., К. Ноулз Дж., Льюис М.П., ​​Салих В. (декабрь 2005 г.). «Растворимые фосфатные стекловолокна для восстановления костно-связочного интерфейса». Журнал материаловедения: Материалы в медицине . 16 (12): 1131–6. дои : 10.1007/s10856-005-4718-3. PMID  16362212. S2CID  28879856.