Стекла, стеклокерамика и твердые растворы на основе фторидов, оксифторидов и оксидов элементов III - VI групп Периодической системы

Осуществлена разработка методов получения материалов для фотоники и химической энергетики с использованием стекол, стеклокерамики и твердых растворов, полученных в системах на основе фторидов и оксифторидов элементов III - VI групп Периодической системы. Одна из целей проекта - на базе исследований ионной подвижности, строения и ионной проводимости провести поиск систем с необходимыми электрофизическими свойствами и установить (уточнить) факторы стимулирующие появление высокой ионной проводимости в исследуемых объектах. В процессе выполнения работы выполнен анализ научной литературы, проведены исследования строения и свойств кристаллических соединений, твердых растворов и фторидных стекол методами ЯМР, ДСК, РСА, РФА, ПЭМ, ИК, КР и импедансной спектроскопии. Исследованы процессы стеклообразования, и получены оптически активные стекла в системе ZrF₄ - BaF₂ - NaPO₃, допированной фторидами Er, Nd, Eu. Разработана и апробирована новая методика синтеза стекол в системах ZrF₄ - BiF₃₋ₓMF (M = Rb, Cs). Изучены процессы стеклообразования и кристаллизации, строения, оптических, люминесцентных и термических свойств стекол в системе ZrF₄ - BaF₂ - BiF₃ с содержанием BiF₃ от 50 до 1 мол.%. Отработана методика синтеза фтороцирконатных стекол в системе ZrF₄ - BaF₂ - NaF, допированных BiF₃ и ErF₃, проведен анализ их КР-спектров. Изучена фотолюминесценция в стеклах в системах TeO₂ - PbO∙P₂O₅ - PbF₂:МF₃ (M - Er, Eu, Nd); с использованием набора физических методов исследования рассмотрены строение стекол, роль иона РЗЭ в формировании строения и влияние процессов кристаллизации на люминесцентные свойства стекол. По данным исследования ИК- и КРС-спектров выявлено, что сетки окси-фториниобатных стекол в системах как с висмутом, так и индием формируются по структурному типу стекол в системе NbO₂F - BaF₂: полиэдры NbOnFm объединенные кислородными мостиками. Установлены и рассмотрены факторы, определяющие характер ионных движений и ионного транспорта в твердых растворах в системах PbF₂ - SbF₃, PbF₂ - SnF₂ - SbF₃, BiF₃ - KF - M’F₂ (M’ = Ba, Cd), MF - PbF₂ - BiF₃ (M = K, Rb); BiF₃ - KF - ZrF₄, PbSnF₄ - CaF₂, соединениях K₀,₇M₀,₃SbF₄ (M = Rb, NH₄). В результате проведенных исследований установлено наличие высокой ионной (суперионной) проводимости (выше 10⁴ См/см в области 420 - 500 K) в твердых растворах в перечисленных системах и тетрафтороантимонатах(III). Полученные результаты могут быть использованы для уточнения возможных механизмов ионной проводимости и обоснования путей целенаправленного поиска и синтеза функциональных материалов для различных электрохимических устройств.