Введение к работе
. і
Актуальность дроблены. Всестороннее изучение флуктуационных явлений - одна из задач молекулярной физики. При ее решении наиболее полно реализуются возможности метода рассеяния видимого света. Стеклообразующие расплавы неорганических веществ представляют собой класс жидкостей, для которых сведения о закономерностях такого рассеяния почти отсутствуют. Неудовлетворительное положение вещей сопряжено здесь в значительной мере с проблемами методического характера: малую по величине интенсивность молекулярного рассеяния в этом случае необходимо измерять при температурах, превышающих 500С, т.е. на фоне мощного теплового излучения из видимой области спектра. В го же время, поскольку характерные особенности молекулярного рассеяния света любыми жидкостями связаны с их строением и термодинамическими свойствами, то получение соответствующей информации для стеклообразущих расплавов следует рассматривать как вполне назревшую и актуальную проблему. Необходимость ее решения диктуется также тем обстоятельством, что структура и свойства стекол в значительной мере предопределяются состоянием расплавов. В этом смысле изучение закономерностей рассеяния стеклообразующими веществами в широкой области температур, включающей интервал'стеклования, может оказаться полезным в прикладном аспекте.
Цель работы состояла в проведении систематических исследований флуктуационшх явлений в ряде объектов, находящихся в двух состояниях: равновесном (или метастабильном) жидком и переходным от жидкого состояния к стеклообразному.
Общая цель работы включала в себя следующие частные задачи:
разработку методики измерений интегральной интенсивности рассеянного света расплавами до температуры 1000С и создание соответствующего высокотемпературного дифрактометра;
получение массива экспериментальных данных о величине абсолютных значений интенсивности рассеяния расплавами оксида бора и малощелочных литиево-, натриево- и калиевоборагных стекол;
разделение* вкладов, вносимых в полную интенсивность рассеяния различными типами флуктуации;
вычисление по полученным данным термодинамических величин, связанных с устойчивостью однофазного состояния изученных двух-
компонентных расплавов;
- изучение поведения интенсивности рассеянного света в интер
вале стеклования.
Научная новизна проведенных исследований заключается в следующем:
продемонстрировано, что абсолютная величина и температурное изменение интенсивности рассеянного света в сгеклообразущих расплавах находится в соответствии с термодинамической теорией рассеяния света в обычных жидкостях;
для расплавов малощелочных боратных стекол проведено разделение полной интенсивности рассеяния на компоненты, обусловленные флуктуациями плотности, концентрации и ориентации, и проведена оценка вкладов, вносимых каждой составляющей рассеянного света;
по данным о величине интенсивности рассеяния выполнен расчет величины второй производной термодинамического потенциала по концентрации;
из полученных данных для литиевоборатшх расплавов с использованием теории критических явлений определена граница абсолютной неустойчивости их однофазного состояния;
обнаружено, что процесс стеклования исследованных расплавов сопрововдается -*: -штельным уменьшением интенсивности рассеянного света, причем для расплава оксида бора,предельно достижимая в области низких температур, величина интегральной интенсивности практически определяется мгновенными значениями сжимаемости;
в процессе перехода оксидных стекол в состояние метаста-бильной кидкости интегральная интенсивность рассеянного света проходит через максимум, подобный пику теплоемкости и коэффициента термического расширения; величина максимума зависит от тепловой предыстории образца.
Практическая ценность работы определяется тем, что при ее проведении:
реализована возможность изучения молекулярного рассеяния света кидкостями в области температур до 1000С;
для исследованных расплавов в интервале 500-1000С получены данные о поведении флуктуации плотности, концентрации и ориента-
иди;
- обнаружен ряд новых фактов, обогащающих представления о поведении тепловых флуктуации при переходе жидкости в состояние изотропного твердого тела.
Результаты работы могут быть полезными при анализе условий получения стекол, обладающих минимальными потерями света за счет рассеяния.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на тринадцатом (Гамбург, 1983) и пятнадцатом (Ленинград, 1989) Международных конгрессах по стеклу, Международном Отто-Шотт коллоквиуме по стеклу (Пена, 1987), восьмом Всесоюзном совещании по стеклообразному состоянию (Ленинград, 1986), Международном семинаре по стеклообразному состоянию (Владивосток, 1990), шестом Всесоюзном симпозиуме по оптическим и спектральным свойствам стекол (Рига, 1986).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ.
Объем и структура работы. Материал диссертации излонен на 140 страницах, включая 107 стр. текста,36 рисунков на 33 стр. и список литературы (85 назв.) на 10 стр. Диссертация содерїсит введение и 6 глав; выводы, завершающие шестую главу, являются предметом защиты.