بررسی مقایسه ای بر روی رفتار تبلور و خواص نوری شیشه های اکسی فلوریدی سیستم سه جزئی SiO2-Al2O3-CaF2 و سیستم چهار جزئی SiO2-Al2O3-CaO-CaF2

شیشه سرامیک های اکسی فلوریدی حاوی نانوبلورهای CaF2 را می توان از تبلور شیشه های سیستم سه جزئی SiO2-Al2O3-CaF2 و سیستم چهار جزئی SiO2-Al2O3-CaO-CaF2 بدست آورد. بنابراین در مقاله حاضر با انتخاب ترکیب شیمیایی مناسب در دو سیستم فوق، تاثیر نوع سیستم شیشه ای بر خواص نوری و رفتار تبلور نمونه ها بررسی می شود. طبق منحنی های DSC، شیشه ساخته شده از سیستم سه جزئی (G3CF) دمای پیک تبلور ˚C 672 را برای فاز بلوری CaF2 از خود نشان می دهد که نسبت به نمونه حاصل از سیستم چهارجزئی (G4CF)، دمای کمتری است (˚C740). با تبلور نمونه ها در دماهای پیک تبلور فاز فلوریدی در منحنی های DSC، نمونه های شیشه سرامیکی حاوی نانوبلورهای CaF2 تشکیل می شوند که نتایج XRD موید این مطلب هستند. همچنین بر اساس الگوهای XRD و رابطه شرر، اندازه بلورهای شیشه سرامیکی قابل محاسبه هستند. ملاحظه می شود با افزودن CaO به شیشه، به دلیل منسجم تر شدن ساختار شبکه شیشه ای، نقل و انتقالات یون ها کمتر شده و اندازه بلورهای رسوب یافته در نمونه های حاوی CaO (nm 7/31) کوچک تر از نمونه سیستم سه جزئی (nm 11/39) است. اگرچه نمونه G4CF اندکی در محدوده UV-Vis-IR شفافیت و عبور کمتری از شیشه G3CF دارد، اما از آن جایی که اندازه بلورها در شیشه سرامیک های ساخته شده از شیشه G4CF کوچکتر از G3CF است، سیستم چهارجزئی نسبت به سیستم سه جزئی انتخاب مطلوب تری خواهد بود. همچنین نتایج محاسبات باند ممنوعه نشان می دهند که با افزودن CaO، به دلیل کمتر شدن پیوندهای آویزان، انرژی باندهای ممنوعه مستقیم و غیرمستقیم کاهش می یابند. انرژی Urbach نیز که نشان دهنده بی نظمی ساختاری است، برای نمونه G4CF (eV 0/23) کمتر از نمونه G3CF (eV0/28) است

Keywords:

شیشه سرامیک شفاف , اکسی فلوریدی , نانوبلور , فلورید کلسیم.