Введение к работе
Актуальность темы. Одним из быстро развивающихся направле-ний физики твердого тела является модифицирование свойств кристаллов путем.их взаимодействия со средами при различных температурах и давлениях. Большой интерес представляет изучение влияния смешанного состава на колебательные ветви кристаллов, опре деление областей гомогенности твердых растворов.
Цеолиты-водные алюмосиликаты-открывают новый большой класс оптических кристаллов для физики твердого тела. Они могут' рассматриваться как модельные объекты для изучения, внутрика-нальной диффузии катионов и воды.
Широкое применение цеолитов в качестве сорбентов,катион-нообменников (в том числе для удаления радиоактивных изотопов), катализаторов,"молекулярных сит" стимулирует более глубокое исследование их физико-химических.свойств.
Развитие лазерной техники вызывает повышенный интерес к нелинейно-оптиче.ским свойствам сегнетоэлектриков.
Целью работы являлись анализ спектров комбинационного рас-сеяния (КР) и инфракрасного поглощения (ИК) природных цеолитов и исследование твердофазных превращений в цеолитах при низких и высоких температурах,при взамодействии с парами воды и растворами, расплавами солей,
Научная новизна работы.
-
Впервые получены и интерпретированы (фактор-групповыми методами) поляризованные КР-спектры ряда цеолитов (на-тролита. эдингтонита и гейландита).
-
Обнаружена гигантская аномалия поглощения ИК-полосы 220 см эдингтонита в области сегнетоэлектрического перехода при 148 К.
-
В эдингтоните найдено направление синхронизма генерации второй гармоники (ГВГ) излучения неодимового лазера 1.06 мкм.
-
Обнаружен низкотемпературный фазовый перевод в гейландите Cm — Р1, который начинается при 198 К.
-
Впервые методом КР-спектроскопии выполнено микроисследование топохимии катйонного обмена, дегидратации-регидратации и дсйтеро-протонного обмена в монокристаллах цеолитов.
Практическая ценность..Разработанные на ассемблере программы для сбора сигналов многоканального детектора позволили ускорить многократно быстродействие и проводить дискриминацию шумов.
Обнаруженное направление синхронизма ГВГ в эдингтоните можно
использовать для преобразования во вторую гармонику излучения
Щ3+-лазера. Изученные в реакциях катионного обмена межфазовые
границы и новые фазы делают необходимым применение теории
гетерогенных реакций. Шабазит следует считать перспективным
катионнообменником.Предложенная теория реакции дейтерирования
в кристаллогидратах позволяет из распределения концентраций
Н20, НТО, DoO вычислять их коэффициенты диффузии и константы
реакции дейтеро-протонного обмена. .
Защищаемые положения.
-
При сравнении ИК-спектров и поляризованных КР-спектров ка-тионнообменных, дейтерированных и дегидратированных форм цеолитов сделано отнесение полос к колебаниям катионов, каркаса и воды.О-Т-0 моды лежат в области 430-740,Т-0 моды-950-1110 см
-
Методом ГВГ найдена низкотемпературная фаза эдингтонита Р2.
-
Аномалия поглощения Ж-полосы 220 см~1 эдингтонита в области низкотемпературного сегнетоэлектрического перехода вызвана подмешиванием критических мод или образованием несоразмерной фазы. Фазовый переход Рг^.,2 —» Р112 аналогичен по симметрии и упорядочению прогонов классическому переходу в сегнетовой соли.
-
Катионный обмен в цеолитах является гетерогенной твердофазной реакцией и сопровождается образованием межфазовых границ, которые хорошо изучены в натролите и содалите.
-
В шабазите имеется фаза с промежуточным по воде составом.
-
Реакция дейтерирования кристаллогидратов следует предложенной системе уравнений.
Вклад автора заключается в выполнении почти всей работы по измерению и интерпретации экспериментальных данных. Все основные результаты и выводы диссертации принадлежат автору.
Апробация работы. Результаты работы были доложены на 11-ой, ~ТТТ::ёТ~й—ГТ^ой Всесоюзных конференциях по спектроскопии комбинационного рассеяния света (Шушенское,1983 г.; Душанбе, 19М6 г.; Ужгород, 1989 г.),на 2-ой и 3-ей Международных конференциях по месторождениям,свойствам и применению природных цеолитов (Будапешт,1985 г.; Гавана, 1991 г.), на 4-ом Болгаро-Советском симпозиуме по природным цеолитам (Бургас, 1985 г.), на IV-ом Всесоюзном совещании по кристаллохимии неорганических и координационных соединений (Бухара, 1986 г.), на Ш-ем
Международном семинаре "Соединения включения" (Новосибирск, 1989 г.), на Всесоюзном совещании "Природные цеолиты в народном хозяйстве" (Кемерово, 1990 г.), на Всесоюзной конференции по синтетическим цеолитам (Тбилиси, 1990 г.). на ХП-ом Всесоюзном совещании по экспериментальной минералогии (Миасс,1991г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8-й глав,разбитых на разделы,заключения и списков цитируемой литературы в конце каждой главы, всего из 257 наименований. Работа сдержит 190 страниц текста с 54 рисунками.