ВЕСТНИК
Башкирского университета

ENGLISH
Главная Авторам Рецензентам Выпуски журнала Редколлегия Редакция Загрузить статью Подписка ISSN 1998-4812

Архив | Том 23, 2018, No. 3.

ИЗМЕРЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ИЗОТРОПНЫХ ВЕЩЕСТВ КАК МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЖИМАЕМОСТИ СТЕКОЛ (РАСПЛАВОВ) И СТЕПЕНИ ДЕПОЛИМЕРИЗАЦИИ ИХ СТРУКТУРЫ

Download
  • © Р. Г. Куряева

    Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН

    Россия, 630090 г. Новосибирск, пр. Ак. Коптюга, 3

В статье подведен итог многолетней работы по исследованию влияния давления на оптические и плотностные свойства силикатных стекол системы SiO2 - Al2O3(MgO) - CaO(Na2O). В основе цикла статей лежит получение данных по сжимаемости силикатных стекол в интервале давлений до 6.0 ГПа по экспериментально полученным значениям показателя преломления с последующим расчетом величины (d-d0)/d, c использованием теории фотоупругости. Автором показано, что разработанная в лаборатории методика определения сжимаемости позволяет сопоставить плотностные свойства стекол (расплавов) разных составов и найти закономерности их изменения в зависимости от степени деполимеризации их структуры. Эти исследования являются важным шагом на пути получения данных по плотностным свойствам расплавов, в том числе и магматических, без проведения трудоемких экспериментов.

Ключевые слова:

  • силикатные стекла
  • оптические свойства
  • упругие свойства
  • высокие давления
  • glasses
  • optical properties
  • elastic properties
  • high pressure

ЛИТЕРАТУРА

  1. Аппен А. А. Химия стекла. Ленинград: Химия, 1974. 350 с.
  2. Роусон Г. Неорганические стеклообразующие системы. М.: Мир, 1970. 312 с.
  3. Hochella M. F., Brown G. E. Structure and viscosity of rhyolitic composition melts // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. Vol. 48. P. 2631-2640.
  4. Toplis M. J., Dingwell D. B., Lenci T. Peraluminous viscosity maxima in Na2O-Al2O3-SiO2 liquids: The role of triclusters in tectosilicate melts // Geochim. Cosmochim. Acta. 1997. Vol. 61. P. 2605-2612.
  5. Kushiro I. Change in viscosity with pressure of melts in the system CaO-Al2O3-SiO2 // Carnegie Institution of Washington Year Book 1980-1981. 1981. P. 339-341.
  6. Webb S., Courtial P. Сompressibility of melts in the CaO-Al2O3-SiO2 system // Geochim. Cosmochim. Acta. 1996. Vol. 60. P. 75-86.
  7. Kress V. C., Williams Q., Carmichael I. S. I. Ultrasonic investigation of melts in the system Na2O-Al2O3-SiO2 // Geochim. Cosmochim. Acta. 1988. Vol. 52. P. 283-292.
  8. Куряева Р. Г., Киркинский В. А. Влияние степени связности кремнекислородного каркаса на свойства силикатных стекол при высоких давлениях // Геохимия. 2001. В. 3. C. 349-352.
  9. Kuryaeva R. G. Effect of pressure on the refractive index and relative density of the CaO ×Al2O3×6SiO2 glass // J. Non-Cryst. Solids. 2009. Vol. 355. P. 159-163.
  10. Куряева Р. Г. Влияние давления на показатель преломления и относительную плотность стекол системы CaO-Al2O3-SiO2 // Физ. Хим. Стекла. 2008. Т. 34, №.1. C. 48-53.
  11. Куряева Р. Г. Степень полимеризации алюмосиликатных стекол и расплавов // Физика и химия стекла. 2004. Т. 30. C. 212-224.
  12. Куряева Р. Г., Сурков Н. В. Поведение показателя преломления и сжимаемости стекла состава альбита в интервале давлений до 6.0ГПа // Геохимия. 2010. Т. 48, №.8. C. 887-893.
  13. Kuryaeva R. G., Dmitrieva N. V. Effect of the replacement of sodium by calcium on compressibility in the CaO(Na2O) - Al2O3 - SiO2 glass system // Phys. Chem. Glasses. 2014. Vol. 55. P. 253-260.
  14. Куряева Р. Г. Показатель преломления и сжимаемость стекла состава KAlSi3O8 в области давлений до 6.0 ГПа // Физика и химия стекла. 2011. Т. 37. C. 329-339.
  15. Куряева Р. Г., Киркинский В. А. Измерение показателя преломления при высоких давлениях в аппарате с алмазными наковальнями // Приборы и техника эксперимента. 1994. В. 6. C. 166-172.
  16. Куряева Р. Г., Киркинский В. А. Показатель преломления стекла кремнезема при гидростатических давлениях до 5.0 ГПа // Физика и химия стекла. 1995. В. 4. С. 373-382.
  17. Kuryaeva R. G., Kirkinskii V. A. Influence of high pressure on the refractive index and density of tholeiite basalt glass // Phys. Chem. Minerals. 1997. Vol. 25. P. 48-54.
  18. Piermarini G. J., Block S., Barnett J. D., Forman R. A. Calibration of pressure dependence of the R1 ruby fluorescence line to 195 kbar // J. Appl. Phys. 1975. Vol. 46, No. 6. P. 2774-2780.
  19. King H. I., Prewitt C. T. Improved pressure calibration system using the ruby R1 fluorescence // Rev. Sci. Instr. 1980. Vol. 51. P. 1037-1039.
  20. Mueller H. Theory of photoelastisity in amorphous solids // Physics. 1935. Vol. 6. P. 179-184.
  21. Куряева Р. Г. Влияние высокого давления на показатель преломления и плотность алюмосиликатного природного стекла системы SiO2-Al2O3- TiO2-Fe2O3-P2O5-FeO-MnO-CaO-MgO-Na2O-K2O состава щелочного базальта // Физика и химия стекла. 2004. Т. 30, №6. С. 712-723.
  22. Куряева Р. Г., Сурков Н. В. Показатель преломления и сжимаемость стекла состава Di64An36 в интервале давлений 0-5.0 ГПа // Геохимия. 2012. В. 12. С. 1140-1146.
  23. Kuryaeva R. G. Density properties of glasses of CaO(Na2O) - Al2O3(MgO) - SiO2 system, studied at pressures to 6.0 GPa , in comparison with the properties of similar melts // Sol. State Sci. 2015. Vol. 42. P. 52-61.
  24. Bridgman P. W. The compression of 39 substances to 100000 kg/cm2 // Proc. Am. Acad. Arts. Sci. 1948. Vol. 76. P. 55-70.
  25. Sasakura T., Suito K., Fujisawa H. Measurement of ultrasonic wave velocities in fused quartz under hydrostatic pressures up to 6.0 GPa // in: Novikov N. V., Chistyakov Y. M. (Eds.) High Pressure Science and Technology, Naukova Dumka. Kiev. 1989. Vol. 2. P. 60-72.
  26. Schroeder J., Bilodeau T. G., Zhao X.- S. Brillouin and Raman scattering from glasses under pressure // High Pressure Res. 1990. Vol. 4. P. 531-533.
  27. Tsiok O. B., Brazhkin V. V., Lyapin A. G., Khvostantsev L. G. Logarithmic kinetics of the amorphous- amorphous transformations in SiO2 and GeO2 glasses under high pressure // Phys. Rev. Letters. 1998. Vol. 80. P. 999-1002.
  28. Куряева Р. Г. Степень полимеризации алюмосиликатного стекла состава CaAl2Si2O8 // Физика и химия стекла. 2006. Т. 32. №5. С. 690-697.
  29. Куряева Р. Г., Сурков Н. В. Изменение под давлением показателя преломления и плотности стекол системы CaO ∙ Al2O3 ∙ xSiO2 // Геохимия. 2008. В. 1. C. 100-103.
  30. Куряева Р. Г. Состояние магния в силикатных стеклах и расплавах // Физика и химия стекла. 2009. Т. 35. №4. С. 489-496.
  31. Kuryaeva R. G. Compressibility of magnesium silicate glasses in comparison with those of aluminosilicate glasses // Sol. State Sci. 2013. Vol. 24. P. 133-139.
  32. Kuryaeva R. G., Surkov N. V. Effect of the replacement of aluminum by magnesium on the compressibility and degree of polymerization of silicate glasses // J. Mater. Sci. 2013. Vol. 48. P. 4416-4426.
  33. Mysen B. O. Structure and properties of silicate melts. Elsever. Amsterdam. 1968.
  34. Neuville D. R., Cormier L., Massiot D. Al coordination and speciation in calcium aluminosilicate glasses: Effect of composition determined by 27Al MQ-MAS NMR and Raman spectroscopy // Chem. Geol. 2006. Vol. 229. P. 173-185.
  35. Allwardt J. R., Stebbins J. F., Schmidt B. C., Frost D. J., Withers A. C., Hirschmann M. M. Aluminum coordination and the densification of high-pressure aluminosilicate glasses // Am. Min. 2005. Vol. 90. P. 1218-1222.
  36. Riebling E. F. Structure of molten sodium aluminosilicate liquids contaning at least 50 mol% SiO2 at 1500 °C // J. Chem. Phys. 1966. Vol. 44. P. 2857-2865.
  37. McMillan P., Piriou B., Navrotsky A. A Raman spectroscopic study of glasses along the joins silica-calcium aluminate, silica-sodium aluminate, and silica-potassium aluminate // Geochim. Cosmochim. Acta. 1982. Vol. 46. P. 2021-2037.
  38. White W. B., Minser D. G. Raman spectra and structure of natural glasses // J. Non-Cryst. Sol. 1984. Vol. 67. P. 45-59.
  39. Navrotsky A., Perandean G., McMillan P., Conturies J. P. A thermochemical study of glasses and crystals along the joins silica-calcium aluminate and silica-sodium aluminate // Geochim. Cosmochim. Acta. 1982. V. 46. P. 2039-2047.
  40. Hervig R. L., Navrotsky A. Thermochemical study of glasses in the system NaAlSi3O8-KAlSi3O8-Si4O8 and the Join Na1.8Al1.6Si2.4O8-K1.6Al1.6Si2.4O8 // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. Vol. 48. P. 513-522.
  41. Taylor M., Brown G. E. Structure of mineral glasses-I. The feldspar glasses NaAlSi3O8, KAlSi3O8, CaAl2Si2O8 // Geochim. Cosmochim. Acta. 1979. Vol. 43. P. 61-75.
  42. Stebbins J. F. , Xu Z. NMR evidence for excess non-bridging oxygens in an aluminosilicate glass // Nature. 1997. Vol. 390. P. 60-62.
  43. Yin C. D., Okuno M., Morikawa H., Marumo F. Structure analysis of MgSiO3 glass // J. Non-Cryst. Sol. 1983. V. 55. P. 131-141.
  44. Куряева Р. Г., Киркинский В. А. Показатель преломления и сжимаемость стекла диопсидового состава при давлениях до 5.0 ГПа // Геохимия. 2000. В. 9. C. 963-969.

Copyright © Вестник Башкирского университета 2010-2019