Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучении поверхностных слоев отекла в настоящее время уделяется большое внимание исследователей. Это связано с тем, что механические и физико-химические свойства этих слоев существенно отличается от толсіи, и определяет химическую устойчивость стекла, подвергагщегося воздействии внешней среды. С практической точки зрения огромное значение имеет обоснованный выбор состава стекла для изготовления изделий, отдельных узлов, райотапиих в определенных экстремальных условиях. Чрезвычайно высокие требования предъявляются также к антикоррозионным и эмалевым покрытиям, выполненным на основе стеклообразных материалов, Остекловыва-ние радиоактивных отходов с цельп их захоронения долнно обеспечивать многолстнвп недежнуп изолягат радиоактивного материала от природной среды.
Одной из проблем, связанных с различным аспектами изучения измененного поверхностного слоя стекла, является проблема выяснения механизма действия стеклянного электрода.
Для исследования процессов, приводящих я образование поверхностного слоя стекла, используют широкий набор различных физико-химических методов. Ванное место в этом ряД7 принад-лекит неразрушаввдм ыетодам, в честности ИК спектроскопии. Все эти методы позволяет получить сведения о толщине и структуре измененного поверхностного слоя. Но если толщину поверхностного слоя многие методы позволяют определить с высокой точностьп, то сведения о его структуре в значительной мере ограничены получением концентрационных распределений щелочного иона и водорода. Отсутствие сведений о распределении структурних элементов поверхностного слоя не позволяет построить адекватную концепции механизма выщелачивания стекла при воздействии на него водного раствора или пара, механизма действия стеклянного электрода.
Работа выполнялась по плану ваанеЯшей тематики НИИ Химии ЛГУ (тема Б.Об.15.) в,соответствии с КП НИ? АН СССР по проблеме "Структура- и функции биологических мембран" 1986 -
.-2-.
1990 г. проблема 2.28.8., per. S 0I860III292.
Дельр работы является разработка метода, позволяюиего провести сравнительное изучение строения поверхностного слоя ряда литиевосиликетных стекол в исходных образцах и образцах, обработанных водным растзором кислоты, паром и водой, для выяснения механизма выщелачивания.
Научная новизна. Разработан метод исследования строения поверхностных слоев лктиевосиликатных стекол, основанный на измерении спектров нарушенного полного внутреннего отраяения (КПВС) в і к р поляризованном свете с последувщкм преобразованием по Крамерсу-Кронигу и дифференцированием полученных зависимостей по Савицкоиу-Голеп. Значения иитенсивностей полос в спектрах производных использованы для получения концентрационных профилей структурных групп поверхностного слоя и молекулярной воды в их различных состояниях.
Метод впервые позволил получить независимые концентрационные распределения структурных групп з поверхности стекла, которым приписывается индивидуальные полосы в спектрах в ши- . роком интервале 0 . Подучены распределения ряда групп, при- . надлегащих двум сосуществующим мккрофаэам ликвируэдего стекло. Различия спектров, зарегистрированных в S и рполяризованном свете, позволили выделить группы, по-разному ориентированные в пространстве относительно поверхности образца. На основе полученных зависимостей, характеризующих изменения в структуре поверхностного сдоя' после обработки в различных условиях, определены закономерности его формирования.
На задиту выносятся следушцие научные результаты:
методика расчета относительных концентраций структурных групп в поверхности стекла на различной глубине елся по рядам И К спектров- НПВО, зарегистрированных. в широком интерхале углов падения.
концентрационные распределения структурных групп поверхностного слоя (ПС) стекла, претерпевших изменение в результате обработки 0,1 И раствором НСІ, водой и паром при различных температурах и-вновь образовавшихся, для двух сооуцествупщих
кккрофаз ь двух преимущественных пространственных направлення относительно изучаемоРі поверхности образца. - механизм выщелачивания ПС литиавооиликатных ликвирувцих стекол в процессе взаимодействия стекла с водним раотиором кислоты, водоя или паром при повышенных температурах и давлении.
Практическая значимость работы состоит в том, что пред-лоаенаый меток найдет широкое применение в исследовании состава и установлении структуры ПО стекол, взаимодействупких с раствором.
Апробация -работы. Результата исследований докладизались на У! Всесоюзном совеоднии по стеклообразному состояние (Ленинград, 1985), конференции молодых ученых (Ленинградский университет, 1985). Основное содержание диссертации отражено в 5 печатных работах.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заклвчения, списка литературы и приложения. Основной текст излояен на 159 страницах и содеркит 12 таблиц, 54 рисунка. Список литературы включает 92 наименования.
