بررسی ساختاری و شیشه سازی سیستم CaO (K2O)-TiO2- P2O5 (SiO2)

در تحقیق حاضر اثر SiO2 و K2O بر قابلیت شیشه سازی و تغییرات ساختاری سیستم CaO-TiO2-P2O5 بررسی شدند. مشخصات نمونه ها توسط آنالیز حرارتی (DTA) ، آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی P magic angle spinning NMR و FT-IR ،(SEM) بدست آمد. با افزودن SiO2، شیشه پایه با تبلور ناخواسته ای همراه شد و فازهایی چون کریستوبالیت (SiO2) ، روتایل (TiO2) و TiP2O7, در آن شکل گرفتند. نتایج نشان داد که افزودن K2O جدایش فازی نمونه های حاوی SiO2 را کاهش می دهد. نتایج FT-IR و XRD نشان دادند که K2O باعث تشکیل شبکه های فسفات- سیلیکاتی بصورت پیوندهای P-O-Si و فازهای قطرهای شکل غنی از P و Si می شود. با وجود افزودن SiO2 و K2O و FT-IR و P MAS NMR هیچ گونه شواهدی دال بر وجود ساختار Q2 در شبکه های فسفاتی را نشان ندادند و تنها از وجود ساختار Q1 به عنوان ساختار اصلی شبکه فسفاتی حکایت می کنند. با افزایش K2O از 2 درصد به 4 و 6 درصد، باند 937cm-1 که مربوط به ارتعاشات نامتقارن و کششی پیوند P-O-P در واحد Q1 است به همراه باند 950cm-1 که برای پیوند Si-O-Ti است حذف می شوند؛ که می تواند ناشی از گسسته شدن شبکه فسفاتی، پیوند Si-O-Ti و کاهش پیوندهای عرضی به دلیل افزایش K2O باشد در نمونه های حاوی 4 درصد K2O، تغییرات مشابه ی حاصل شد. با افزایش K2O شدت پیک مربوط به پیوند P–O–Ti در نمونه S3K6 کاهش می یابد که می تواند بیانگر گسسته شدن این پیوندها و تشکیل پیوندهای اکسیژن غیر پل زن ناشی از K2O باشد. با افزایش K2O از 4 به 6 درصد، مناطق غنی از Ti بجای مناطق غنی از Si در نمونه S6K6 تشکیل شد. در نمونه های S10K6 و S14K6 نسبت به S6K6 تغییرات متفاوت تری دیده شد. تصاویر SEM آنها نشان از تشکیل مناطق غنی از Si کروی و غیر کروی داد بطوریکه به نظر می آید میزان این مناطق در نمونه S10K6 بیشتر از نمونه S14K6 است. نتایج نشان داد که با افزایش SiO2 و GFA نمونه S0 بدتر شده است؛ اما به نظر می آید که نمونه S6K2 بهترین GFA را در بین همه نمونه ها حاوی SiO2 بجز نمونه S0 دارد.

کلیدواژه های بررسی ساختاری و شیشه سازی سیستم CaO (K2O)-TiO2- P2O5 (SiO2):

شیشه ، قابلیت شیشه سازی FT-IR ، NMR