Методы исследования стекол и стеклокристаллических материалов
Дисциплина «Методы исследования стекол и стеклокристаллических материалов» входит в блок дисциплин специализации ДС.00 Государственного Образовательного Стандарта специальности 250800 (ОКСО 240304) «Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов». Дисциплина изучается в VII семестре.
Цель изучения дисциплины состоит в формировании у студентов современных представлений о физико-химических методах исследования структуры и свойств стекол и материалов на их основе.
Основные задачи изучения дисциплины предусматривают приобретение студентами теоретических знаний о различных методах физико-химического анализа, практических навыков в расшифровке получаемых данных, ознакомление с соответствующими установками и приборами.
Вид учебной работы | Количество часов |
Аудиторные занятия, всего | 68 |
в том числе: | |
лекции | 34 |
лабораторный практикум | 34 |
Самостоятельная работа | 68 |
Итого | 136 |
Основные разделы лекционного курса
Введение
1. Методы магнитного резонанса
Спектроскопия ЯМР. Спектроскопия ЭПР.
2. Спектральные методы исследования
Оптическая спектроскопия в УФ и видимой областях. Люминесцентная спектроскопия. Колебательная ИК и КР – спектроскопия
3. Термические методы анализа
4. Рентгенографические методы исследования
Рентгеноспектральные методы анализа. Рентгенофазовый анализ. Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей
5. Оптическая микроскопия
6. Электронная и зондовая микроскопия
Электронный микроскоп просвечивающего действия. Растровая электрона и зондоваяя микроскопия.
7. Атомно-силовые и рентгенооптические микроскопы
8. Методы определения дисперсности порошкообразных материалов
9. Методы исследования пористости материалов
10. Методы исследования механических и упругих свойств стекол и стеклокристаллических материалов
Примерный перечень лабораторных работ
1. Определение степени полимеризации кремнекислородных группировок в алюмосиликатных стеклах с разным количеством щелочных оксидов по величине химического сдвига сигнала ЯМР.
2. Определение валентно-координационного состояния парамагнитных ионов (железа, марганца, хрома, никеля) в стеклах по данным ЭПР.
3. Определение светопропускания флоат – стекол бесцветных, окрашенных в массе различными хромофорами и стекол с металлооксидными покрытиями в УФ и видимой областях спектра.
4. Определение координационного состояния атомов бора и алюминия в силикатных стеклах с разным соотношением R2O3/R2O по данным ИК-спектроскопии.
5. Идентификация продуктов кристаллизации стекол в системе Li2O –AL2O3-SiO2-TiO2 по данным ИК-спектроскопии.
6. Определение природы физико-химических процессов, происходяших при термообработке шихты листового стекла, по данным дериватографии.
7. Определение режима термообработки шлакового стекла при получении шлакоситалла по данным ДТА.
8. Идентификация вида кристаллических фаз в ситаллах системы СаO - AL2O3-SiO2-F - методом РФА.
9. Определение степени кристалличности стеклокристаллических материалов в зависимости от концентрации катализатора кристаллизации по величине аморфного гало на дифрактограммах.
10. Диагностика пороков стекла с использованием оптического микроскопа.
11. Определение относительного объема кристаллической фазы, удельной поверхности раздела фаз и количества кристаллов в единице объема в ситаллах по электронномикроскопическим снимкам, используя принципы стереологии.
12. Определение гранулометрического состава порошков стекла, используемых при синтезе спеченных ситаллов, с применением ситового и лазерного дисперсионного анализа.
13. Определение размера микронеоднородностей в наноструктурированных стеклах по данным малоуглового рассеяния рентгеновских лучей.
14. Определение истинной, открытой и закрытой пористости спеченных ситаллов.
15. Определение прочностных и упругих свойств стекла и ситалла, полученного на его основе.
Рекомендуемая литература
Основная
1. , , Практикум по технологии стекла и ситаллов - М.: Стройиздат, 19с.
2. , , Физико-химические методы исследования тугоплавких неметаллических и силикатных материалов. - С-Пб.: «Синтез», 1995.
3. , , Практикум по общей технологии силикатов. – М.: Стройиздат, 1996.
4. , , Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. - М.: Высшая школа, 1981.
5. , В.Физические методы исследования в химии. - М.: Мир, 2003.
6. Практикум по технологии керамики / Под ред. И.Я. Гузмана. - М., 2005.
Дополнительная
Физические методы в химии. Т.1,2. – М.: Мир, 1981. Введение в молекулярную спектроскопию. – М.: Наука, 1976. , ЯМР-спектроскопия. – М.: Наука, 1986. Спектроскопия ЯМР. – М.: Мир, 1981. Вертц Дж., Болтон Дж.Теория и практические приложения метода ЭПР.- М.: Мир, 1984. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений.- М.: Мир, 1991. , Физические методы исследования в химии. Структурные методы и оптическая спектроскопия.- М.: Высшая школа, 1987. , , Рентгенографический и электронно-оптический анализ.- М.: Металлургия, 1976. Практическая растровая электронная микроскопия / Под ред. Дж. Гоулдстейна и Х. Яковица.- М., Мир, 1978, 656 с.