بررسی ساختاری و شیشه سازی سیستم CaO (K۲O) - TiO۲- P۲O۵ (B۲O۳)

اثر B۲O۳-K۲O۳ بر قابلیت شیشه سازی سیستم CaO-TiO۲-P۲O۵ بررسی شد. مشخصات نمونه ها توسط آنالیز حرارتی DTA، آنالیز پراش اشعه ایکس XRD، میکروسکوپ الکترونی FT-IR,SEM ۳۱P magic angle spinning NMR بدست آمد. افزودن B۲O۳ به شیشه پایه منجر به تشکیل ساختار اورتوفسفات (فرمول در متن اصلی ماله) و پیوند Ti-Ti شد که می تواند دلالت برتشکیل فازهای کریستالی مثل Ca۳PO۴ و روتایل باشد. با افزایش B۲O۳ میزان این کریستالها کاهش می یابد. نتایج نشان داد که افزایش B۲O۳ باعث زیاد شدن ساختار BO۴ شده است. با اضافه شدن K۲O افزایش بیشتر ساختار BO۴ نسبت به BO۴ نسبت به BO۳ محسوستر دیده می شود. با دی پلیمریزه شدن شبکه متافسفات ها، و کاهش و حذف آنها (در نمونه B۱۴K۲)، ساختارهای BO۴ توانسته اند با اتصال به زنجیره های فسفاتی و آنیون های فسفر همسایه خود ساختارهای سه بعدی بوروفسفاتی پدید بیاورند که حاصل آن کاهش پیوند P-O-P و افزایش بیشتر پیوند کووالانی قوی P-O-B بجای آن می باشد. این امر با روند نزولی حجم مولار و صعودی دانسیته در نمونه های بیش از ۶%B۲-O۳ که نشان دهنده بهبود انسجام و تراکم ساختار می باشد و روند الگوی پراش اشعه ایکس همخوانی دارد. همچنین نتایج نشان داد K۲O با اهداء اکسیژن به بور و تیتانیم برای تشکیل BO۴ و TiO۶ به انسجام شبکه شیشه کمک کرده و از جدایش فازی و کریستالیزاسیون جلوگیری می کند. این امر با کاهش حجم مولار و افزایش دانسیته در نمونه B۱۴K۲ و روند نمودار XRD شکل ۹-۳ همخوانی دارد. نتایج نشان داد که GFA نمونه B۰ با افزایش B۲O۳بدتر شد اما بنظر می آید که افزودن ۱۴%,B۲O۳ به همراه K۲O نمونه B۱۴K۲ بهترین GFA در بین نمونه ها حاوی B۲O۳ بجز نمونه B۰ دارد.

Keywords:

شیشه , قابلیت شیشه سازی NMR , FT-IR