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
[ редактировать ]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
[ редактировать ]P 2 O 5 кристаллизуется как минимум в четырех формах. Наиболее известная полиморфная модификация (см. рисунок) включает молекулы P 4 O 10 . Остальные полиморфные модификации 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]
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
[ редактировать ]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]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Примечание по использованию безкремнеземных стекол для работы с безводным фтористым водородом и гексафторидом урана» . Колумбийский университет. Сентябрь 1945 года . Проверено 15 февраля 2018 г.
- ^ Карабулут М., Мельник Э., Стефан Р., Марасингхе Г.К., Рэй К.С., Куркджян Ч.Р., Дэй 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.
- ^ «Железо-фосфатное стекло как альтернативная форма отходов для Хэнфордского закона» (PDF) . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Февраль 2003 года . Проверено 22 марта 2010 г.
- ^ Рюдигер Пашотта. «Кремнеземные волокна» . Энциклопедия лазерной физики и техники . РП Фотоникс Консалтинг ГмбХ . Проверено 22 марта 2010 г.
- ^ Карабулут М., Мельник Э., Стефан Р., Марасингхе Г.К., Рэй К.С., Куркджян Ч.Р., Дэй 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 .
- ^ «Дозиметр фосфатного стекла» . Европейское ядерное общество . Проверено 22 марта 2010 г.
- ^ 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 . ПМИД 16362212 . S2CID 28879856 .