Получение неорганических полимеров на основе конденсированных фосфатов интересное и перспективное направление в неорганической химии. Свойства полученных композиций многообразны. Они используются в качестве связующих, электроизоляционных и лазерных материалов[1].

Добавляя их к органическим полимерам, можно изменить их  свойства: они становятся более термостойкими, более жесткими, снижается износ при трении.

Взаимодействие конденсированных фосфатов можно изучить, исследуя фазовые диаграммы комплексом методов физико-химического анализа, в том числе и ДТА.

Эти сведения дают представления о состоянии, свойствах твердой и жидкой фазы, об областях стеклообразования, дают возможность осуществить подбор практически важных композиций.

Настоящая работа является продолжением работ, посвященных исследованию процес­сов кристаллизации расплавов высокотемпературных  фосфатов[2-10].

Нами изучено взаимо­действие тетраметафосфата свинца с полифосфатом галлия.

Экспериментальная часть

Исходные метафосфаты были синтезированы методом твердофазных реакций (синтез из растворов сопровождается, как правило, образованием побочных продуктов). В каче­стве исходных материалов использовали  нитраты свинца и галлия и  однозамещенный фосфат аммония.

Идентификацию продуктов синтеза в кристаллическом состоянии проводили по их темпе­ратурам плавления, дифрактограммам, снятых на установке ДРОН-3 и ИК спектрам в интервале 1600 – 400 см^-1.

Взаимодействие компонентов системы Gа(РО₃)₃ – Pb(Р0₃)₂ при кристаллизации из распла­вов и в твердой фазе изучали методами ДТА и РФА. Термический анализ прово­дили в области температур от комнатной до 1000^оС с точностью до 5^оС, с использованием пла­тиновых тиглей и Pt – Pt / Rh – термопар.

Диаграмму плавкости системы Gа(РО₃)₃ – Pb(Р0₃)₂  строили по кривым нагревания образ­цов. Готовили образцы от 0 до 100 молекулярных процентов второго компонента. Исследование сплавов системы проводили через каждые 5 процентов. Расплавы исходных фос­фатов и их смесей при охлаждении легко образуют стекла. Для получения кристалличе­ских образцов применяли принудительную кристаллизацию и продолжитель­ный отжиг (60-80 ч). Температура отжига была на 30⁰С ниже температуры плавления, та­ким образом, достигалось равновесное состояние.

Согласно данным ДТА и рентгенофазового анализа эта система является эвтектической. Линии ликвидуса пересекаются в нонвариантной точке при 620 ⁰С и 7 мол. % Ga(PO₃)₃. Солидус системы четко представлен   эвтектической линией, простирающейся от одного до другого компонента. Других эффектов на термограммах сплавов не обнаружено. Рентгенофазовый анализ подтверждает образование простой механической смеси кристаллов исходных компонентов Ga(PO₃)₃  и Pb(PO₃)_2.  при затвердевании расплава. Штрих рентгенограммы образцов системы представлены линиями исходных  солей и новых рефлексов не обнаружено.

Отсутствие комплексообразования в исследуемой системе можно связать с небольшой  разницей в степени ковалентности связи Ga—O. Видимо, в расплавах систем  Ga(PO₃)₃ – Pb (PO₃)₂ в пределах ближнего порядка будет находиться фрагмент цепочек Ga(PO₃)₃ и полифосфата свинца. Это и определяет характер кристаллизации.

В данной системе исследована область стеклообразования. В интервале от 5 до 65 молекулярных процентов Ga(PO₃)₃ образуются прозрачные с сероватым оттенком стекла. Измерены показатели преломления стекол некоторых полученных составов.

Фосфатно- галлиевые стекла, в отличие от силикатосодержащих, имеют высокий показатель преломления, обладают высокой пропускной способностью ультрафиолетовых лучей, что позволяет их использовать для получения новых материалов, обладающих ценными техническими свойствами.

1. Павлушкин Н.М., Сентюрин Г.Г., Ходаковская Р.Я.Практикум по технологии стекла и ситаллов. М.: Промстройиздат, 1980. 509 с.
2. Вассель Н.П. Мардиросова И.В., Савенкова М.А., Диаграммы плавкости Ga(PO₃)₃ – M²(PO₃)₂ (M²-Ca,Sr, Ba ) // Журнал неорган. химии. – 1993.-37. №7. – С.1221.
3. Вассель Н.П., Вассель С.С.,  Павлова И.В.,  Каклюгин А.В. Термическое исследование систем с участием метафосфатов трехвалентных металлов и серебра //  Известия высших учебных заведений. Физика. – 2011. № 1-2. С. 121.
4. Мардиросова И.В., Савенкова М.А., Вассель Н.П., Вассель С.С. Диаграмма плавкости системы на основе метафосфатов висмута и марганца //Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2010. Т. 53. № 11. С. 56-59.
5. Мардиросова И.В., Вассель Н.П., Савенкова М.А. Исследование диаграммы плавкости системы СSPO3 -GA(PO3)3 и свойств соединения CSGA(PO3)4 //Журнал неорганической химии. –1992. Т. 37. № 7. С. 1638.
6. Вассель Н.П., Вассель С.С., Каклюгин А.В. Взаимодействие оксидов поливалентных металлов с конденсированными фосфатами//Современные научные исследования и инновации. –2015. № 5-1 (49). С. 25-26.
7. Вассель Н.П., Вассель С.С., Мардиросова И.В. Термическое исследование систем с участием метафосфатов трехвалентных металлов и рубидия// Веснiк Брэсцкага ўнiверсiтэта. Серыя 5: Хімія. Біялогія. Навукі аб зямлі. –2011. № 2. С. 11-14.
8. Savenkova M.A., Mardirosova I.V., Vassel N.P. LIQUIDUS-SOLIDUS DIAGRAM OF THE GA(PO3)3-AGPO3 SYSTEM AND PROPERTIES OF THE COMPOUND AGGA(PO3)4 // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 1996. Т. 41. № 2. С. 281-283.
9. Mardirosova I.V., Vassel N.P., Savenkova M.A. THE GA(PO3)3-RBPO3 SYSTEM // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 1996. Т. 41. № 2. С. 300-302.
10. Buchalova, G.A., Mardirosova, I.V., Vassel, N.P., Savenkova, M.A. Systems on gallium polyphosphate base and classification of diagrams//  Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements. 1990.

Все статьи автора «Вассель Сергей Сергеевич»