SHIYANLI Портативная плавильная печь для олова с постоянной температурой Печь для оловянных пластин 250 Вт Печи для плавки металлов, малая плавильная печь

• Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
• Сфера применения: электронная лаборатория, энергетическое оборудование, электронная фабрика, беспроводное хобби, техническое обслуживание, плавка и ковка.
• Простота в эксплуатации: легко носить с собой, проста в эксплуатации, может быстро нагреваться и быстро расплавлять припой.
• Противоскользящий и износостойкий: он изготовлен из жаропрочного и антистатического материала, который является противоскользящим и износостойким.
• Долговечность: жестяная ванна изготовлена ​​из коррозионно-стойкой нержавеющей стали, которая отличается прочностью.
• Легко использовать: легко обслуживать, легко заменять аксессуары, легко использовать.

Tin — Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: олово

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Здравствуйте, на этой неделе элемент, который изменил курс индустрии, а также породил бронзовый век. Мы узнаем, почему римляне пришли в Британию и почему ваш орган зимой может необратимо выйти из строя. Но любителям олова следует быть начеку, потому что многое из того, что мы называем оловом, — нет.

Кэтрин Холт

Жестяные банки, оловянная фольга, оловянные свистки, оловянные солдатики …..это то, что приходит на ум, когда мы думаем о олове. И это прискорбно, поскольку жестяные банки на самом деле сделаны из стали; оловянная фольга сделана из алюминия и оловянных свистков …. ну вы поняли. Быть связанным со списком устаревших расходных материалов особенно прискорбно для олова, если учесть, что оно буквально изменило цивилизацию! Вы слышали о бронзовом веке? Что ж, некоторые предприимчивые рабочие-металлисты в конце каменного века обнаружили, что добавление небольшого количества олова в расплавленную медь привело к получению нового сплава.Она была тверже, чем медь, но ее было гораздо легче формировать, отливать и точить. Это открытие было настолько революционным, что родился бронзовый век — название, данное любой цивилизации, которая делала инструменты и оружие из этого сплава меди и олова.

Олово было настолько важным, что секреты его производства тщательно охранялись. Древние греки говорили о «Касситеридах» или «Оловянных островах», которые, как полагали, лежали у северо-западного побережья Европы. Эти загадочные острова никогда не были идентифицированы и, вероятно, никогда не существовали.Все, что знали греки, — это то, что олово попало к ним по морю и с северо-запада, и так возникла история о оловянных островах. Вероятно, олово пришло из Северной Испании и из Корнуолла. Фактически, стратегическое значение оловянных рудников Корнуолла считается одной из причин вторжения Римской империи в Британию.

Олово могло сыграть и другую историческую роль — на этот раз в разгроме армии Наполеона в русской кампании 1812 года. Утверждалось, что в суровые холода оловянные пуговицы на солдатской форме рассыпались в порошок, что привело к серьезной потере жизнь от переохлаждения.Правильность этой истории спорна, но превращение олова из блестящего металла в серый порошок при низких температурах — химический факт.

Холодными зимами Северной Европы утрата оловянных органных трубок, когда они начали рассыпаться в пыль, на протяжении веков была известна как «оловянный вредитель», «оловянная болезнь» или «оловянная проказа». На самом деле этот процесс представляет собой очень простое химическое преобразование одной структурной формы олова — серебристого, металлического «белого олова» или «бета-олова» — в другую — хрупкое неметаллическое «серое олово» или «альфа-олово».Для чистого олова переход происходит при 13,2 oC, но температура перехода ниже или не происходит вовсе, если присутствует достаточно примесей, например, если олово легировано другим металлом.

Таким образом, возникла современная проблема с «оловянным вредителем», поскольку сплавы олово-свинец, используемые для покрытия выводов в электрическом оборудовании, иногда заменяются чистым оловом в связи с новым законодательством по охране окружающей среды. При низких температурах покрытие из металлического бета-олова превращается в непроводящее, хрупкое альфа-олово и падает с выводов.Затем рассыпчатый порошок альфа-олова перемещается внутри оборудования, но, поскольку он не проводит ток, это не вызывает проблем. Однако при более высоких температурах этот порошок альфа-олова снова превращается в проводящее бета-олово, что приводит к коротким замыканиям и всевозможным проблемам.

Чтобы победить «оловянных вредителей», нужно смешивать олово с другими металлами, и в наши дни олово в основном используется для образования сплавов — например, бронзы, олова и припоев. Поскольку олово является наиболее тонально резонансным из всех металлов, оно используется в металлах колоколов и для изготовления органных труб, которые обычно представляют собой смесь олова и свинца в соотношении 50:50.От количества олова обычно зависит тон трубы.

Итак, мы возвращаемся к скромной консервной банке. Банки, хотя и не сделаны из жести, часто покрываются оловом изнутри для предотвращения коррозии. Итак, хотя сейчас может показаться, что олово играет небольшую роль в нашей повседневной жизни, помните, что когда-то оно участвовало в взлете и падении цивилизаций.

Крис Смит

Итак, это жесть заманила римлян в Британию — забавно, что я подумал, что это была чудесная погода.Историю Тина рассказала Кэтрин Холт из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. На следующей неделе вещество, которое заставляет вас видеть красный цвет.

Брайан Клегг

Если вы слушаете этот подкаст на компьютере с традиционным цветным монитором, Европиум улучшит ваше представление о веб-сайте Chemistry World. Когда впервые были разработаны цветные телевизоры, красные пиксели были относительно слабыми, что означало, что весь цветовой спектр должен был оставаться приглушенным. Но люминофор, легированный европием, оказался гораздо лучшим и ярким источником красного цвета и до сих пор присутствует в большинстве сохранившихся мониторов и телевизоров, предшествующих революции плоских экранов.

Крис Смит

И вы можете услышать от Брайана Клегга, как впервые была использована сила европия и как он был открыт на следующей неделе в «Химии в ее элементе». Надеюсь, вы присоединитесь к нам. А пока я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(Промо)

(Окончание промо)

Образец возгорания> Металлы: температуры плавления

Металлы: температуры плавления

Температурную историю различных деталей иногда можно определяется наблюдением за расплавленными металлами.Если алюминий поблизости расплавился, а медь — нет, то можно поставить верхнюю и нижнюю границы самая высокая температура, достигнутая в определенном месте. Если есть доказательства расплавленной стали, есть явное указание на какой-либо тип ускорителя и повышенная вероятность поджога. Опубликованные температуры плавления различных металлов приведены ниже. показано ниже.

Список литературы

1. Шакелфорд, Дж., Введение в материаловедение для инженеров, Prentice Hall, 2000.
2. ASM Handbook, Volume 2, ASM International 1990.
3. Свойства некоторых металлов и сплавов, International Nickel Company, Inc., 1968.
4. Аваллоне, Э.А. и др., Стандартное руководство Марка для инженеров-механиков, Макгроу-Хилл, 1986.
5. Shackelford, J.F., et al., Справочник по материаловедению и инженерии CRC, CRC Press, 1992.
   

Зависимость температуры плавления мелких частиц олова от размера

С помощью метода молекулярной динамики (МД) изучается процесс коалесценции и плавления наночастиц Ag и Cu разного размера и расположения.Результаты показывают, что образование двойниковых границ или дефектов упаковки и атомная диффузия наночастиц играют важную роль на различных стадиях процесса нагрева. В начале моделирования наночастицы Cu и Ag будут контактировать друг с другом за очень короткое время. При повышении температуры наночастицы Cu и Ag могут образовывать дефект упаковки или двойную границу для стабилизации структуры интерфейса. Когда температура достигает критического значения, атомы приобретают сильную способность диффундировать и в конечном итоге плавятся в одну жидкую сферу.Точка слияния и температура плавления увеличиваются с увеличением диаметра кластера. Более того, расположение наночастиц Cu и Ag оказывает определенное влияние на стабильность начальной стыковой поверхности раздела, что будет влиять на последующую коалесценцию и поведение при плавлении. 1. Введение Наночастицы привлекают большое внимание благодаря своим уникальным химическим и физическим свойствам [1, 2]. Кроме того, они уже используются во многих областях, таких как микроэлектроника, биомедицина, каталитическая химия и сенсоры [3–8].В последние годы все больше и больше исследователей из различных инженерных и академических областей особенно интересуются биметаллическими наночастицами [9, 10]. Взаимодействие между различными металлическими наночастицами делает их более уникальными физическими и химическими свойствами, чем у одного металла, и эти свойства не являются свойствами простой комбинации двух металлов [11]. Что касается наночастиц Cu-Ag, то методам их синтеза было проведено множество исследований [12–14]. Кроме того, его практическое применение изучается многими учеными [8, 15–20].Например, Zhang et al. [8] обнаружили, что наночастицы меди и серебра могут улучшить электропроводность и прочность на разрыв проводящего клея на основе серебряных пластин. Vengatesan et al. [15] обнаружили, что пространство для хранения может быть улучшено с помощью графеновых композитов, декорированных наночастицами Cu-Ag (NP-). Aditya et al. [16] доказали, что наночастицы Cu-Ag обладают относительно высокой активностью в ингибировании денатурации белков, противодиабетическом, антиоксидантном и противоопухолевом. Медина [17] сообщила, что наночастицы Cu-Ag могут оказывать сильное бактерицидное действие.Лю и др. [18, 19] разработали пасту наночастиц Cu-Ag для решения проблем окисления и высокой температуры связывания наночастиц Cu. Более того, было обнаружено, что композит на основе полипропилена с наночастицами Cu-Ag играет большую роль в каталитическом восстановлении 4-нитрофенола [20]. Во время нанесения наночастиц слияние и плавление наночастиц может стать неизбежной проблемой. Что касается процессов слияния и плавления, их трудно наблюдать непосредственно в атомном масштабе с помощью экспериментов [21].Поэтому многие ученые [22–24] использовали метод МД для моделирования процесса плавления чистых металлов, а также процесса слияния и плавления биметаллических наночастиц. В этой статье метод МД используется для изучения процесса коалесценции и плавления наночастиц Cu и Ag на атомном уровне. 2. Метод моделирования. 2.1. Потенциал взаимодействия Потенциал встроенного атомного метода (EAM) широко используется для описания взаимодействий атомов с ГЦК-структурой, такой как Cu и Ag [25, 26].Таким образом, потенциал EAM, разработанный Zhou et al. [27] используется в данной статье. Кроме того, полная энергия (Etotal) в потенциале EAM может быть описана как где Qij — энергия пары между атомами i и j на расстоянии rij. Кроме того, Fi — это энергия погружения атома i в электронную плотность ρi. Электронная плотность ρi может быть выражена как pj (rij) — электронная плотность атома i. Также его можно рассчитать по следующему уравнению: Функция парных потенциалов записывается как В ур. (4) re — равновесное расстояние до ближайших соседних атомов.Кроме того, α, β, κ, λ и A, B — это параметры, используемые для корректировки формулы. Что касается биметаллической системы, указанная выше формула может быть записана как Функции энергии погружения следует разделить как ур. (6), так что энергия погружения может плавно изменяться. Все параметры, используемые в вышеупомянутых уравнениях, перечислены в таблице 1. Cu Ag Cu Ag повторно 2,556162 2,891814 Fn0 -2,170269 -1,729364 pe 1,554485 1,106232 Fn1 −0,263788 -0,255882 ρe 21,175871 14,604100 Fn2 1,088878 0,0 ρs 21,175395 14.604144 Fn3 -0,817603 -0,561432 α 8,127620 9,516052 Fe −2,186568 -1,748423 β 4,334731 5,075228 F0 −2,19 -1,75 κ 0,308782 0,356570 F1 0 0 λ 0,756515 0,748798 F2 0,561830 0,744561 А 0,396620 0,229762 F3 −2,100595 -1,150650 B 0,548085 0,356666 η 0,310490 0,783924

Переработка олова — Коэн

ЧТО ТАКОЕ ОЛОВО?

Олово — мягкий серебристо-голубой металл, полученный из минерала касситерита. Это основной металл, который обычно смешивают с другими металлами для создания сплавов. Обычные сплавы олова включают бронзу и олово.Олово также используется для изготовления припоя и стекла.

Олова довольно мало в земной коре по сравнению с другими металлами. Очень мало его можно найти в Соединенных Штатах. Китай и Индонезия являются крупнейшими производителями первичного (непереработанного) олова в мире.

КАК ДЕЛАЕТСЯ ОЛОВО?

Олово проходит двухэтапный процесс, чтобы стать пригодным для использования металлом. Сначала его выплавляют из исходных минералов при температуре до 2500 градусов по Фаренгейту. В результате получается материал низкой чистоты, который затем очищается путем кипячения, ликвации или электролиза.Другим побочным продуктом плавления олова является диоксид углерода.

ДЛЯ ЧЕГО ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ОЛОВО?

Поскольку олово мягкое и имеет низкую температуру плавления, оно хорошо подходит для методов холодной обработки, таких как экструзия и прокатка. Он также прочно связывается с железом, сталью и медью, что делает его популярным в качестве материала покрытия для предотвращения коррозии.

Олово использовалось еще 5000 лет назад для изготовления бронзы, медного сплава. Бронза была основным материалом для изготовления инструментов и оружия на протяжении сотен лет.Другой сплав олова, олово, был обычным материалом для кухонной посуды; Однако другим ингредиентом олова является свинец, токсичный металл, имеющий серьезные последствия для здоровья. В наши дни олово изготавливается из олова, сурьмы и кобальта.

Олово и свинец сплавлены для создания припоя, который используется в качестве связующего материала, чаще всего в электронике. Другие области применения олова и оловянных сплавов включают подшипники, автомобильные и аэрокосмические детали, а также зубные пломбы.

№Олово и алюминий — это два разных элемента в периодической таблице с разными свойствами. Однако многие обычные предметы, которые сегодня делают из алюминия, когда-то были сделаны из олова, например, консервные банки и фольга. Даже оригинальные «жестяные» банки были из луженой стали. Старая лексика прижилась — может быть, потому, что алюминий не совсем скатывается с языка!

ЦЕННОСТЬ ЛОМА ОЛОВА?

Изделия, изготовленные из олова, можно утилизировать как металлолом. Однако вы, вероятно, не увидите, что они помечены как олово в квитанции, потому что олово и сплавы олова чаще всего связаны с другими металлами с большей ценностью.Поэтому на свалке можно встретить оловянные изделия, называемые легким чугуном или сталью. Эти марки черных металлов весятся тоннами, а не фунтами, поэтому вам нужно внести достаточно много их сразу, чтобы получить много денег.

ПЕРЕРАБОТКА ОЛОВА ЭКОНОМИЯ ЭНЕРГИИ И СОХРАНЯЙТЕ ПЛОЩАДЬ ЗАЛИВКИ.

Плавка олова не только потребляет много энергии, но и производит углекислый газ в качестве побочного продукта. В интересах окружающей среды ограничить выбросы углекислого газа, поэтому переработка существующего олова является одним из способов уменьшить потребность в плавке.Практически весь металл, включая олово, можно перерабатывать снова и снова без потери свойств, которые делают его ценным и полезным.

В COHEN МОЖНО ПЕРЕРАБАТЫВАТЬ ОЛОВНЫЕ ИЗДЕЛИЯ.

Чтобы узнать текущую цену, позвоните в местный центр переработки Cohen.

ЕЩЕ РЕСУРСЫ:

Адреса, телефоны и часы работы

Руководство для новичков

Что можно утилизировать?

Легкоплавкие оксидные стекла, полученные при температуре плавления 500 ° C

Исследование химического состава стекол на основе фосфата олова

Во-первых, мы исследовали химический состав основного фосфатного стекла, пригодного для плавления при 500 ° C.Существует обычная зависимость между точкой плавления ( T _м ) и температурой стеклования ( T _г ), то есть T _г / T _м ~ 2/3 ²¹ . Таким образом, эталонный показатель T _г составляет примерно 243 ° C для достижения плавления при 500 ° C. В этом исследовании мы сосредоточились на системе стекла SnO – P ₂ O ₅ , поскольку сообщалось, что стекла SnO – P ₂ O ₅ обычно имеют более низкие значения T _г ниже 300 ° C ^{4, 5, 17, 22,23,24} .Важно поддерживать состояния Sn ²⁺ во время плавления при 500 ° C, поскольку сообщается, что реакция окисления Sn ²⁺ начинается примерно при 450 ° C ²⁵ .

В таблице 1 представлены химические составы и значения T _g для нескольких стекол на основе SnO – P ₂ O ₅ на основе стекол, полученных при 500 ° C. Кривые дифференциального термического анализа (ДТА) показаны на рис. 1а. Столбики ошибок этих значений T _g превышают 5 ° C, что незначительно больше, чем стандартные значения ошибок, оцененные путем экстраполяции кривой DTA.Альтернативный состав ID2 (50SnO – 40P ₂ O ₅ ) также показан для понимания изменения T _г с добавлением либо 10 мол.% SnO (для ID3), либо 10 мол. % K ₂ O (для ID4). Это говорит о том, что полученные стекла являются термодинамически метастабильными переходными состояниями, в которых концентрация групп ОН ¹⁷ или формирование сетки несколько отличается. Поскольку базовый химический состав аналогичен, ожидается, что стекло с более высокой химической стойкостью T _г .Иногда мы наблюдали коричневатую окраску приготовленного стекла в стекле 60SnO – 40P ₂ O ₅ , хотя все исходные химические вещества не содержали углеродных частиц. Поскольку в образце коричневатого цвета (рис. S1) не наблюдаются заметные дифракционные пики, ожидается, что в процессе плавления могут образоваться небольшие количества нанокристаллитов Sn. На рис. 1б показаны спектры оптического поглощения 50SnO – 50P ₂ O ₅ (ID1), 55.6SnO – 44.4P ₂ O ₅ (ID2), 60SnO – 40P ₂ O ₅ ( ID3) и 10К ₂ O – 50SnO – 40P ₂ O ₅ (ID4) стекла.На вставке — расширенные спектры в области края оптического поглощения. Если мы оценим край оптического поглощения из экстраполяции коэффициента поглощения, как показано пунктирной линией на рисунке, зависимость от состава может быть выяснена. Было обнаружено, что эти края оптического поглощения были расположены ниже 330 нм и что края оптического поглощения смещались в синий цвет с уменьшением значений T _g , как показано на фиг. 1c. Для стекла, легированного SnO, полученного обычным методом закалки в расплаве, край оптического поглощения из-за катиона Sn ²⁺ смещается в красную сторону с увеличением доли SnO ²⁶ .Однако такой сдвиг края в зависимости от доли SnO в данном случае не наблюдается. Принимая во внимание T _g , ожидается, что концентрация группы ОН влияет на синее смещение края оптического поглощения. Это предположение подтверждается спектрами поглощения в инфракрасной (ИК) области. Коэффициенты поглощения этих стекол в ИК-области увеличиваются с уменьшением значений T _g , тем самым предполагая, что более высокая концентрация OH вызывает большее уменьшение T _g .Полосы поглощения при 1570 нм и 2135 нм относятся к обертону растяжения P – OH и комбинации растяжения – изгиба мод P – OH, соответственно ^{27, 28} . На рисунке 1d показан коэффициент поглощения пика 2135 нм как функция T _g . Примечательно, что поверхность стекла 50SnO – 50P ₂ O ₅ с самой высокой концентрацией ОН быстро повреждалась при погружении в воду при комнатной температуре (КТ). Однако, если доля SnO превышает 60 мол.%, Для стекол SnO – P ₂ O ₅ потребуется температура плавления выше 500 ° C, и они иногда проявляют непрозрачность или коричневатую окраску.Стекло ID1 по водостойкости было худшим, а ID4 — лучшим среди этих стекол. Из этих спектров мы пришли к выводу, что ID4 (10K ₂ O – 50SnO – 40P ₂ O ₅ ) был лучшим кандидатом как с легкоплавкими свойствами, так и с химической стойкостью среди этих композиций. Поскольку pH воды снизился (кислый) после испытания этих стекол на растворение, мы можем сделать вывод, что существует обычный механизм реакции гидролиза между водой и фосфатными цепями ¹⁸ .

Тепловые и оптические свойства стекла на основе SnO – P ₂ O _{5 Очки на основе} : ( a ) Кривые ДТА SnO – P ₂ O _{5 стекол на основе} , перечисленных в таблице 1. ( b ) Спектры оптического поглощения 50SnO – 50P ₂ O ₅ (ID1), 55.6SnO – 44.4P ₂ O ₅ (ID2), 60SnO – 40P ₂ O ₅ (ID3) и 10K ₂ O – 50SnO-40P ₂ O ₅ (ID4) стекла плавили при 500 ° C в течение 30 мин. На вставке показаны расширенные спектры в области края оптического поглощения. Пунктирной линией показана линия экстраполяции ID1 для края оптического поглощения. ( c ) Связь между краем оптического поглощения и T _g этих очков. ( d ) Соотношение между коэффициентом поглощения при приблизительно 2135 нм и T _g .

Мы предположили, что водостойкость стекол K ₂ O – SnO – P ₂ O ₅ может зависеть от структурных изменений в области P ₂ O ₅ . Чтобы изучить структурные изменения на основе химического состава, были измерены спектры ядерного магнитного резонанса (ЯМР) ³¹ P вращения под магическим углом (MAS). На рис. 2а показаны спектры MAS ЯМР ³¹ P стекол на основе SnO – P ₂ O ₅ , которые перечислены в таблице 2.Различные фосфатные звенья Q ⁱ в спектрах ЯМР ³¹ P можно идентифицировать по химическому сдвигу, которому приписывается число мостиковых атомов кислорода ^{11, 31,32,33} . Пики Q ² , Q ¹ и Q ⁰ в стеклах на основе олова-фосфата расположены при -33 ppm, -19 ppm и -9 ppm, соответственно, ³⁴ . Из спектров ЯМР видно, что димерная структура Q ¹ , химический сдвиг которой составляет примерно -19 м.д., является основной фосфатной единицей в этих стеклах.Рассчитанные доли Q ⁿ единиц показаны в Таблице S1. Во всех образцах наблюдалось небольшое количество звена Q ⁰ . Ранее предполагалось, что блоки Q ⁰ и Q ¹ , которые представляют собой блоки с высокой степенью делокализации электронов, влияют на химическую (водную) долговечность по сравнению с блоком Q ² . Иными словами, если доля таких сильно делокализованных электронов единиц велика, стекло будет демонстрировать превосходную водостойкость ³³ .Однако, вопреки нашим ожиданиям, заметной разницы между этими очками не было. Кроме того, хотя доли (Q ⁰ + Q ¹ ) превышают 80% во всех системах, эти стекла обладают низкой водостойкостью. Таким образом, мы предполагаем, что остаточные группы ОН влияют на водостойкость этих стекол из-за низкой температуры плавления.

Структурный анализ стекол на основе SnO – P ₂ O ₅ стекол, плавленных при 500 ° C в течение 1 ч.( a ) ³¹ P MAS ЯМР-спектры стекол на основе SnO – P ₂ O ₅ . Пунктирными линиями обозначены компоненты Q ⁰ , Q ¹ и Q ² после деконволюции пика. ( b ) Sn L ₂ -краевые XANES-спектры стекол на основе SnO – P ₂ O _{5 вместе со стеклом на основе SnO. ( c ) XANES-спектры Sn K-края стекол на основе SnO – P 2 O 5 . ( d ) FT EXAFS Sn K-кромка XAFS.Область k для FT составляет от 3,4 до 12 Å ^-1 .}

Поскольку это приготовление проводили в условиях окружающего или пониженного давления при 500 ° C, что было сравнимо с обычной температурой для окисления Sn ²⁺ , предполагалось, что большинство разновидностей олова были двухвалентными ²⁵ .Поскольку Sn ²⁺ более предпочтителен для легкоплавкости по сравнению с Sn ⁴⁺ , важно экспериментальное подтверждение ²⁹ . Чтобы подтвердить валентное состояние олова, мы измерили спектры ближней структуры рентгеновского поглощения Sn L-края (XANES) в соответствии с предыдущей статьей ²⁹ . На рис. 2b показана кромка Sn L ₂ стекол ID2 и ID4 вместе с кромкой SnO. По сравнению с эталоном (SnO) очевидно, что примерно все виды Sn являются двухвалентными, и локальное координационное состояние SnO не меняется кардинально при добавлении K ₂ O.Поскольку также предполагалось, что на связность SnO будет влиять химический состав, мы также измерили спектры тонкой структуры поглощения рентгеновских лучей на K-крае Sn (XAFS). На рис. 2c показаны спектры XAFS Sn K-края стекол ID2 и ID4 с SnO в качестве эталона. Поскольку формы спектров XANES аналогичны, результат согласуется с оценкой валентности по краю L ₂ . На рисунке 2d показано преобразование Фурье (FT) расширенной области XAFS (EXAFS) Sn K-edge XAFS.ФТ проводился с областью k от 3,4 до 12 Å ^-1 . Добавление K ₂ O изменяет структуру SnO, т.е. расстояние Sn – O увеличивается, а координационное число увеличивается за счет добавления K ₂ O. Довольно странно, что расстояние Sn – O у K ₂ О-замещенных стекол SnO – P ₂ O ₅ ближе к SnO, чем у SnO-богатых SnO – P ₂ O ₅ стакан. Сообщалось, что SnO имеет тетрагональную элементарную ячейку с глеткой структурой ³⁰ .Однако предполагается, что связь P = O звена P ₂ O ₅ в структуре SnO – P ₂ O ₅ может увеличивать межатомное расстояние Sn ²⁺ за счет отталкивания. электронов. Следовательно, ожидается, что катионы калия будут располагаться рядом с фосфатными цепями для предпочтительной компенсации заряда, а остаточные катионы Sn ²⁺ будут существовать в более высоком координационном состоянии, аналогичном структуре SnO. Поскольку спектры XANES ³¹ P и краевые спектры Sn L ₂ схожи, изменение координации катиона Sn за счет добавления K ₂ O является одной из причин повышения водостойкости.По результатам исследования состава было выбрано стекло 10K ₂ O – 50SnO – 40P ₂ O ₅ стекло, которое в дальнейшем обозначается как стекло KSP и имеет наименьшую концентрацию ОН и наибольшую T _г среди этих стекол, как состав стекла на основе фосфата олова.

Повышение водостойкости стекол на основе КСП

Хотя мы выбираем стекло КСП в качестве основного основного состава, его свойство водостойкости является недостаточным.Следовательно, требуется дополнительная конструкция материала при температуре плавления 500 ° C. Поведение фосфатных стекол при растворении часто обсуждается в зависимости от природы поверхности стекла и скорости гидролиза P – O – P. Естественно, что состав и структура стекол влияют на поведение при растворении. Оксиды щелочных металлов и фосфатные звенья Q ² и Q ³ увеличивают скорость их растворения, тогда как катионы с высокой напряженностью поля, такие как Al ₂ O ₃ и Fe ₂ O ₃ , снижают скорость растворения.Иногда сообщалось, что смешивание оксидов щелочных металлов, т.е. смешанный щелочной эффект оксидных стекол , , улучшает водостойкость стекол ^{35, 36} . Недавно Онодера и др. . предположил, что коррелированное расположение пар Na и K было внутренней причиной смешанного щелочного эффекта. На основании предыдущих отчетов было приготовлено несколько стекол, содержащих два оксида щелочных металлов. На рис. 3а представлена ​​фотография стекол x Li ₂ O — (10 — x ) KSP, полученных при 500 ° C.Прозрачность уменьшается с увеличением концентрации Li ₂ O, и, в частности, стекло без O K ₂ непрозрачно, что непригодно для оптических применений (см. Рис. S2). Аналогичный результат был также подтвержден в системе Na ₂ O-замещенных x Na ₂ O — (10 — x ) KSP (рис. 3b). В Na-замещенной системе стекло КСП также показало лучшую прозрачность среди них. Поведение кристаллизации оценивается путем получения рентгенограмм.На рисунке 3c показаны дифрактограммы стекла KSP, 10Na ₂ O-SP и 10Na ₂ O-SP вместе с диаграммами Объединенного комитета по порошковым дифракционным стандартам (JCPDS) Sn (№ 00-004-0673), SnO. (№ 01-072-1012) и Sn ₂ P ₂ O ₇ (№ 00-056-0358). В этих стеклах не наблюдалось заметного выделения кристаллитов. Следовательно, предполагается, что 500 ° C слишком низка для того, чтобы расплавить гомогенное стекло и проявить смешанный щелочной эффект, и во время плавления происходит только фазовое разделение.Хотя причина, по которой введение K ₂ O дает лучший результат среди оксидов щелочных металлов, остается неясной, предполагается, что катионный радиус K ₂ O подходит для прозрачности и поведения с низкой температурой плавления.

Прозрачность щелочно-замещенных стекол КСП. ( a ) Фотографии x Li ₂ O — (10 — x ) KSP и ( b) x Na ₂ O- (10- x ) стекла KSP, расплавленные при 500 ° C в течение 10 мин.Фракции замещения: 0, 5 и 10. ( c ) Рентгенограммы KSP, 10Na ₂ O-SP и 10Na ₂ O-SP стекол вместе с JCPDS-диаграммами Sn (# 00-004- 0673), SnO (№ 01-072-1012) и Sn ₂ P ₂ O ₇ (№ 00-056-0358).

Для повышения водостойкости легкоплавкого стекла KSP мы попытались добавить четвертый компонент. В таблице 2 показаны химический состав и потеря веса стекол KSP после испытания погружением в воду при 50 ° C в течение 72 часов.Данные в таблице 2 показывают, что концентрация добавки кажется менее эффективной по сравнению с элементами. Среди нескольких оксидов металлов мы обнаружили, что La ₂ O ₃ может эффективно улучшить водостойкость материалов. Об улучшении водостойкости за счет добавления La ₂ O ₃ сообщалось в нескольких стеклянных системах, полученных методом закалки в расплаве ^{37, 38} . В настоящей стеклянной системе также подтверждается улучшенная водостойкость за счет добавления La ₂ O ₃ , даже при температуре плавления 500 ° C, что намного ниже, чем обычная температура плавления.Также следует отметить, что добавление La ₂ O ₃ не вызывает ухудшения прозрачности стекла KSP. Мы предполагаем, что катионы La соединяются с фосфатными звеньями, чтобы предотвратить разделение фаз.

Физические свойства стекла KSP (LKSP), легированного La