Badanie wpływu struktury szkieł na czas życia pozytonów

• Autorzy: Reben M. , Filipecki J. , Golis E.

Warianty tytułu

EN

Influence of glass structure on the positrons lifetime

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono technologię syntezy szkła tlenkowo-fluorkowego z układu SiO2-Al2O3-Na2O-LaF3-NaF–Yb2O3. Przy pomocy analizy termicznej DTA/DSC zbadano przebieg przemian fizykochemicznych zachodzących w trakcie ogrzewania szkła. Na drodze odpowiednio prowadzonej obróbki termicznej szkła tlenkowo-fluorkowego otrzymano materiał z nanokrystaliczną fazą fluorku lantanu rozproszoną w matrycy szklistej. Rodzaj fazy krystalicznej określono przy pomocy rentgenowskiej analizy fazowej (XRD). Nanokrystaliczną szkło-ceramikę poddano badaniu mikroskopowemu - SEM/EDS. Do określenia stopnia zdefektowania szkła, jak i otrzymanej w wyniku obróbki termicznej szkło-ceramiki, wykorzystano spektroskopię czasów życia pozytonów PALS. W wyniku przeprowadzonych badań i obliczeń widma czasów życia pozytonów, uzyskano wartości trzech składowych (τ) (τ1) para-pozyt, (τ3) orto-pozyt, (τ2) składowa średnio żyjąca) i ich natężeń. Na podstawie przeprowadzonej analizy stwierdzono, że uzyskane składowe czasów życia pozytonów odpowiadają za występowanie w badanym szkle wolnych objętości o rozmiarach większych niż dwukrotna średnica atomu wodoru oraz defektów atomowych typu wakans. W oparciu o zależność Tao-Eldrupa oszacowano rozmiary wolnych objętości.

EN

The oxyfluoride glass from the SiO2-Al2O3-Na2O-LaF3-NaF–Yb2O3 system is characterized. The DTA/DSC method is used to determine thermal stability of glass and crystalline phases formed upon heat treatment. It has been found that the nanocrystalline phases of LaF3 are formed upon the heat treatment of the oxyfluoride glasses in the ceramming temperature range. The kind of crystallizing phases was determined by XRD and SEM methods. A systematic study of positron annihilation in an amorphous glass and glass ceramic has been carried out. The experimental setup for the positron lifetime measurements consisted of a 22Na positron source. Results thus favour the idea that the lifetime (τ3) and intensity (I3) are indicators of the free volume in glass and glass-ceramic materials. The longer component lifetime (τ3) and its intensity (I3) are found to vary with the crystallinity of the sample. The size of free volume is estimated by Tao-Eldrup formula.

Słowa kluczowe

PL

pozyton; nanokrystaliczna szkło-ceramika; wakans; czas życia

EN

positron; nanocrystalline glass-ceramic; vacancy; longer component lifetime (τ3)

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 1
• Strony: 24--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Reben M.

autor

Filipecki J.

autor

Golis E.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Szkła i Powłok Amorficznych, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Środa M., Reben M., Wacławska I., Kuciński G.: „Nanokrystaliczna tlenkowofluorkowa szkłoceramika”, Szkło i Ceramika, 4, (2004), 29-33.
• [2] Reben M., Pasierb P., Środa M., Wacławska I.: „ Zastosowanie elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej do badania procesów nanokrystalizacji w szkłach tlenkowo-fluorkowych. Ceramika, vol. 91, (2005), 819.
• [3] Rawson H.: Inorganic Glass-Forming Systems, Academic Press, 1967, 235-248.
• [4] Roberts J.P.: Non-Metallic Solids, H. Rawson (Red.), vol. 2, Inorganic Glass-Forming Systems, Academic Press, 1967.
• [5] Środa M., Wacławska I., Stoch L., Reben M.: „DTA/DSC study of nanocrystallization on the oxyfluoride glasses”: J. Therm. Anal. Cal., 77, (2004), 193-200.
• [6] Środa M., Reben M., Kwaśny M., Wacławska I.: „LaF3 nanocrystals as a host for Er3+ in oxyfluoride glass”, Optica Applicata, 25, 4, (2005), 775.
• [7] Reben M., Wacławska I., Paluszkiewicz C., Środa M.: „Thermal and structural studies of nanocrystallization of oxyfluoride glasses”, J. Therm. Anal. Cal., 88, 1, (2007), 285-289.
• [8] Środa M., Paluszkiewicz Cz., Reben M., Handke B.: „Spectroscopic study of nanocrystallization of oxyfluoride glasses”, J. Mol. Str., 744-747, (2005), 647-651.
• [9] Randall E. Youngman, Matthew J. Dejneka: J. Am. Ceram. Soc., 85, 5, (2002), 1077-82.
• [10] Zeng Q., Stebbins J. F.: Am. Mineral., 85, (2000), 863-67.
• [11] Görlich E.: Chemia Krzemianów, Wyd. Geologiczne, W-wa 1957.
• [12] Krause-Rehberg R., Leipner H.S.: Positron Annihilation in Semiconductors, Defect Studies, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1999.
• [13] Dryzek J.: Wstęp do spektroskopii anihilacji pozytonów ciele stałym, Wyd. Uniw. Jagiellońskiego, Kraków 1997.
• [14] Shpotyuk O., Filipecki J., Vakiv M., Balitska V., Hadzaman I., Hyla M.: „Characterisation possibilities of positron annihilation lifetime spectroscopy in application to spinel-based functional ceramics”, 6 Steinfurther-Keramik-seminar: Materialforschung und anwendung, v.18, (2002),1-5.
• [15] Filipecki J.: „Relaksacje strukturalne i krystalizacja w szkłach metalicznych Fe78-xCoxSi9B13”, Wydawnictwo Naukowe WSP, Częstochowa 2004.
• [16] Kansy J.: „Microcomputer program for analysis of positron annihilation lifetime spectra”, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A, 364, (1996), 235.
• [17] Brandt W., Berko S., Walker W.W.: Phys. Rev., 120, (1960), 1289.
• [18] Tao S.J.: J. Chem. Phys., 6, (1972), 5499.