بررسی اثر ترکیب و میزان BaF۲ بر ساختار و رفتار تبلور شیشه های اکسیفلوریدی سیستم SiO۲-Al۲O۳-BaF۲

امروزه شیشه های اکسیفلوریدی به دلیل داشتن مزایای شیشه های اکسیدی و فلوریدی به طور همزمان (انرژی فونونی پایین در کنار مقاومت مکانیکی و شیمیایی بالا) کانون توجه پژوهشگران زمینه فتونیک هستند. هدف از تحقیق حاضر مطالعه ترکیبات مختلف و اثر میزان BaF۲ بر رفتار تبلور و ساختار شیشه های سیستم SiO۲-Al۲O۳-BaF۲ است. ترکیبهای مختلف با مقادیر متفاوت ۲۰) BaF۲، ۳۰ و ۴۰ درصد مولی) در سیستم مذکور انتخاب و در دمای ۱۴۵۰ C درون بوته های آلومینایی تحت عملیات ذوب قرار گرفتند. نمونه حاوی کمترین مقدار (GBF۲۰) BaF۲ کاملا ذوب نشده باقی ماند. از طرفی دیگر نمونه دارای بیشترین مقدار BaF۲ به دلیل جدایش فازی، شفافیت مطلوبی نداشت. اما نمونه حاوی ۳۰ درصد مولی (GBF۳۰) BaF۲ به دلیل شفافیت و ذوب مناسب از لحاظ ظاهری، ترکیب بهینه تلقی میشود. نتایج XRD نمونه ها عاری از پیک پراش و نشان دهنده ساختار آمورف شیشه ها بودند و همچنین ارتباط عدم شفافیت کامل نمونه GBF۴۰ به جدایش فازی را تایید میکرد. طبق داده های DTA پیک تبلور فاز فلوریدی از ۶۹۳ C در نمونه GBF۳۰ به ۶۷۸ C در نمونه GBF۴۰ کاهش یافته است. این امر به مقدار بیشتر عامل دگرگونساز فلوریدی و تسهیل تبلور کنترل شونده با نفوذ BaF۲ در شیشه GBF۴۰ نسبت داده شد. مطالعات FTIR حضور ساختار اکسیفلوریدی شیشه ها را به اثبات رساند و در اثر افزایش مقدار BaF۲ مقدار جذب به دلیل کاهش انسجام ساختاری، برای نمونه GBF۴۰ افزایش مییابد. اگرچه نمونه GBF۴۰ فلوئور بالاتری دارد اما به دلیل مقدار کمتر Al۲O۳، اتلاف فلوئور بیشتر بوده و متعاقبا از شدت پیک پیوند Ba-F در FTIR کاسته میشود.