3성분 $SrO-B_2O_3-SiO_2$ 유리들을 R(${\equiv}SrO\;mole%/B_2O_3\;mole%$)과 K(${\equiv}SiO_2\;mole%/B_2O_3\;mole%$)에 의하여 제작하여 유리들의 구조를 적외선 투과(Infrared transmittance), 경도(hardness) 그리고 굴절률(refractive index)을 이용하여 조사하였다. 첫째, 적외선 투과 스펙트럼에 의한 유리구조들의 변화는 R의 증가에 따라 $1200{\sim}1600cm^{-1}$ 영역에서 $BO_3$ 단위구조에 의한 B-O 결합의 신축떨기(stretching vibration)에 의한 흡수 띠의 세기가 감소되어지며, 사면체 구조인 $BO_4$ 단위구조에 의한 B-O 결합의 신축떨기에 의한 흡수 띠의 세기는 $800{\sim}1200cm^{-1}$ 영역에서 변화되어졌다. 그리고 K의 증가에 따라 $BO_3$ 단위구조에 의한 B-O 결합의 신축떨기에 의한 흡수 띠의 세기는 증가되어지며, 사면체 구조인 $BO_4$ 단위구조에 의한 B-O 결합의 신축떨기에 의한 흡수 띠의 세기가 감소하였다. 둘째, 유리들의 경도는 유리 망목구조(network) 내에 형성되어지는 $BO_4$와 $BO_3{^-}$ 단위구조들의 수에 의존하여 각각 증가와 감소하였으며, 굴절률은 SrO량에 크게 의존하였으며 유리 망목구조 내에 형성되어지는 $BO_4$와 $BO_3{^-}$ 단위구조 수에 적게 의존함을 알 수 있었다.
3성분 $SrO-B_2O_3-SiO_2$ 유리들을 R(${\equiv}SrO\;mole%/B_2O_3\;mole%$)과 K(${\equiv}SiO_2\;mole%/B_2O_3\;mole%$)에 의하여 제작하여 유리들의 구조를 적외선 투과(Infrared transmittance), 경도(hardness) 그리고 굴절률(refractive index)을 이용하여 조사하였다. 첫째, 적외선 투과 스펙트럼에 의한 유리구조들의 변화는 R의 증가에 따라 $1200{\sim}1600cm^{-1}$ 영역에서 $BO_3$ 단위구조에 의한 B-O 결합의 신축떨기(stretching vibration)에 의한 흡수 띠의 세기가 감소되어지며, 사면체 구조인 $BO_4$ 단위구조에 의한 B-O 결합의 신축떨기에 의한 흡수 띠의 세기는 $800{\sim}1200cm^{-1}$ 영역에서 변화되어졌다. 그리고 K의 증가에 따라 $BO_3$ 단위구조에 의한 B-O 결합의 신축떨기에 의한 흡수 띠의 세기는 증가되어지며, 사면체 구조인 $BO_4$ 단위구조에 의한 B-O 결합의 신축떨기에 의한 흡수 띠의 세기가 감소하였다. 둘째, 유리들의 경도는 유리 망목구조(network) 내에 형성되어지는 $BO_4$와 $BO_3{^-}$ 단위구조들의 수에 의존하여 각각 증가와 감소하였으며, 굴절률은 SrO량에 크게 의존하였으며 유리 망목구조 내에 형성되어지는 $BO_4$와 $BO_3{^-}$ 단위구조 수에 적게 의존함을 알 수 있었다.
Ternary $SrO-B_2O_3-SiO_2$ glasses were fabricated as a function of R(${\equiv}SrO\;mole%/B_2O_3\;mole%$) and K(${\equiv}SiO_2\;mole%/B_2O_3\;mole%$). The structures of these glasses were investigated through Infrared transmittance, vicker's hardness, and refractive ...
Ternary $SrO-B_2O_3-SiO_2$ glasses were fabricated as a function of R(${\equiv}SrO\;mole%/B_2O_3\;mole%$) and K(${\equiv}SiO_2\;mole%/B_2O_3\;mole%$). The structures of these glasses were investigated through Infrared transmittance, vicker's hardness, and refractive index. The results indicated : First, in the infrared transmittance spectra, when R increased, the intensities of the absorption bands around $1200{\sim}1600cm^{-1}$ resulting from the B-O stretching vibration bond in the symmetrical trigonal $BO_3$ units decreased, and these of the absorption bands around $800{\sim}1200cm^{-1}$ caused by the B-O stretching vibration bond of the tetrahedral $BO_4$ units varied. Also, the intensities of the absorption bands for the B-O stretching vibration bond in trigonal $BO_3$ units increased and these of the bands for B-O stretching vibration bond in tetrahedral $BO_4$ units decreased as K increased. Second, the increase and the decrease of vicker's hardness values for these glasses depended on the fraction of $BO_4$ units and it of $BO_3$ units, respectively. The refractive index of these glasses mostly depended on the SrO contents and only slightly depended on the fraction of $BO_4$ and $BO_3{^-}$ units.
Ternary $SrO-B_2O_3-SiO_2$ glasses were fabricated as a function of R(${\equiv}SrO\;mole%/B_2O_3\;mole%$) and K(${\equiv}SiO_2\;mole%/B_2O_3\;mole%$). The structures of these glasses were investigated through Infrared transmittance, vicker's hardness, and refractive index. The results indicated : First, in the infrared transmittance spectra, when R increased, the intensities of the absorption bands around $1200{\sim}1600cm^{-1}$ resulting from the B-O stretching vibration bond in the symmetrical trigonal $BO_3$ units decreased, and these of the absorption bands around $800{\sim}1200cm^{-1}$ caused by the B-O stretching vibration bond of the tetrahedral $BO_4$ units varied. Also, the intensities of the absorption bands for the B-O stretching vibration bond in trigonal $BO_3$ units increased and these of the bands for B-O stretching vibration bond in tetrahedral $BO_4$ units decreased as K increased. Second, the increase and the decrease of vicker's hardness values for these glasses depended on the fraction of $BO_4$ units and it of $BO_3$ units, respectively. The refractive index of these glasses mostly depended on the SrO contents and only slightly depended on the fraction of $BO_4$ and $BO_3{^-}$ units.
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제안 방법
그러나 2 성분 또는 3성분 알칼리 토류 붕소 산화물 유리들은 Bray 등闻 山에 의한 uB nmR 구조연구가 있을 뿐, 아직 IR 투과 스펙트럼에 관한 구조연구는 미진하다. 그러나 최근 알칼리 토류 붕소 산화물 유리에 관한 연구는 Kamitos 등把 에 의해 BaO-B2Oi 유리계에서 연구되어졌다 그러므로 본연구에서는 2성분 SrO-BiOs 유리계에 유리 망목구조의 형성제(former)로 알려져 있는 SiOz를 첨가한 3성분 SrO -肉O’-SiO: 유리들을 제작하여 적외선 분광법으로 mid -1R 영역에서 붕소 단위구조에서 B-0 결합의 신춤떨기 (stretching vibration)와 휘기떨기(bending vibration)에 의한 흠수 띠들의 세기를 조사하여 붕소 단위구조들에 의한 구조변화와 SiO?의 유리구조의 기 여정도를 조사하였다. 그.
그.러고 경도(hardness)와 굴절률(refractive index)의 변화율들도 조사하여 Moon 둥邸에 의해 최근 연구되어진 nB NMR 연구결과와 비교하여 보았다.
SrOey . B2O3- z - SiO? 유리들올 RJx/y)과 K(三z/y) 방법에 의해 제작하기 위하여 각각의 시약의 양을 전기천칭을 이용하여 10~4g까지 정확히 평량하였다. 평량된 시약들을 잘 섞어 백금도가니에 넣고 1250℃의 siliconite 전기로 안에서 기포가 완전히 제거될 때까지 약 2시간 동안 잘 용융 시켰다.
평량된 시약들을 잘 섞어 백금도가니에 넣고 1250℃의 siliconite 전기로 안에서 기포가 완전히 제거될 때까지 약 2시간 동안 잘 용융 시켰다. 잘 용융된 액상을 황동판 위에 붓고 다른 황동블록으로 신속히 덮어 급냉시켜 유리시료들을 제작하였다. 경도와 굴절률 측정용 시료는 bulk로 제작하였으며 급냉시 유리시료 내부에 생긴 응력(stress) 을 제거하기 위하여 72시간 동안 250℃의 전기오븐에서 열처리(annealing) 하였고.
잘 용융된 액상을 황동판 위에 붓고 다른 황동블록으로 신속히 덮어 급냉시켜 유리시료들을 제작하였다. 경도와 굴절률 측정용 시료는 bulk로 제작하였으며 급냉시 유리시료 내부에 생긴 응력(stress) 을 제거하기 위하여 72시간 동안 250℃의 전기오븐에서 열처리(annealing) 하였고. 모든 시료는 직경 10mm.
KBr 방법 올 택하였으며. Nicolet 520P FT- IR(Fourier Transform Infrared) 분광기를 이용하여 400、 4000cm'1 주파수 영역에서 투과 스펙트럼들을 얻었다 각각의 스펙 뜨럼들은 4 cm1 분해능(resolution)을 갖고, 100 회씩 천천히 주사(曬aiming)하여 상온에서 평균치를 얻었으며, 주파수의 정확도는 ±4 cm '이다.
고정하였으며. 각 시료마다 200배 현미경으로 흔적 (indentation}을 10회씩 상온에서 측정하였다.
굴절률(refractive index)은 모니터가 연결된 Abbe 굴절계(Model 60, ED)를 사용하였으며. 나트륨 DI (5o9.
3성분 SQ-B2O3 — SiO2 유리들을 적외선 분광법 및 경도와 굴절률에 의하여 구조변화를 조사하였다.
대상 데이터
경도와 굴절률 측정용 시료는 bulk로 제작하였으며 급냉시 유리시료 내부에 생긴 응력(stress) 을 제거하기 위하여 72시간 동안 250℃의 전기오븐에서 열처리(annealing) 하였고. 모든 시료는 직경 10mm. 두께 1mm가 되도록 사포(No.
1 μ Alpha)올 사용하여 미세 연마하였다. 그리고 투과율 측정용 시료들은 미세분말로 제작하였다. 이렇게 얻어진 모든 시료들의 결정성 여부를 확인하기 위하여 X-선 회절 실험을 통하여 유리질임을 확인하였다
데이터처리
60, ED)를 사용하였으며. 나트륨 DI (5o9.6nm) 램프를 광원으로 이용하여 상온에서 10희씩 측정하여 평균값을 이용하였다.
이론/모형
적외선 투과(Infrared transmittance) 스펙트럼들은 유리분말올 KBr 방법 올 택하였으며. Nicolet 520P FT- IR(Fourier Transform Infrared) 분광기를 이용하여 400、 4000cm'1 주파수 영역에서 투과 스펙트럼들을 얻었다 각각의 스펙 뜨럼들은 4 cm1 분해능(resolution)을 갖고, 100 회씩 천천히 주사(曬aiming)하여 상온에서 평균치를 얻었으며, 주파수의 정확도는 ±4 cm '이다.
성능/효과
그리고 투과율 측정용 시료들은 미세분말로 제작하였다. 이렇게 얻어진 모든 시료들의 결정성 여부를 확인하기 위하여 X-선 회절 실험을 통하여 유리질임을 확인하였다
SiO2 양을 고징하고 日의 중가, 즉 유리 망목구조의 수식체인 SrO 양을 중가시키면 1200-1600cm-1 영역에서는 대칭적 평면 삼각형 구조인 B0'; 단위구조 내에서 B-0 결합의 신축떨기에 의한 흡수 띠들이 1412cm-1 근처의 영역에서 그 세기가 감소되어지고, 쪼 다른 삼각형 구조인 하나의 비가교 산소를 배위한 metaborate ([BO2] 단위구조 내에서 B-0 결합의 신축떨기에 의한 흡수 띠들이 1205 근처의 영역에서 흡수 띠의 세기가 중가하고 있음을 알 수 있다. 그리고 사면체 구조인 BQ 단위구조들의 신축 떨기에 의한 흡수 띠의 세기가 800~ 1200cr" 영역에서 변화되어지며, 중가 후 R=0.
적외선 투과 스펙트럼들을 얻어 구조를 분석한 결과. SrO가 중가하면 BO3 단위구조에 의한 B-0 신축 떨기는 1412cm이근처 영역에서 흡수 띠가 감소하고 BO3- 단위구조들에 의한 흠수 띠는 1205cm-* 근처 영역에서 중가하고 있음을 알 수 있었으며. 1022cm 근처 영역에서 나타나는 BO.
단위구조들과 BO3- 단위 구조들로 전환되었옴을 알 수 있었다. 그리고 SiO2 양이 증가하면 BO3 단위구조들에 의한 흡수 띠들의 세기는 중가하며 사면체 단위인 BO4 단위구조들에 의한 흡수 띠들 q 세기가 감소되어지며 Bo:r 단위구조들에 의한 홉수 斗들은 감소되기 때문에 SiO「단위구조들이 B0「단 4구조들 보다 먼저 형성되어짐을 알 수 있었다.
둘째, 경도와 굴절률의 변화에 의한 유리들의 구초를 吉석한 결과, 경도는 유리 망목구조 내에 형성되어지는 BOi 단위구조 수가 중가함에 따라 중가하고 감소는 BOf 단위구조 수가 증가함에 따라 감소함을 알 수 7었다. 그리고 굴절률의 변화는 SrO 양에 크게 의존하녀 유리구조 내에 형성되어지는 B01 단위구조 수와 B0, ■ 단위구조 수에 적게 의존함을 알 수 있었다.
그리고 굴절률의 변화는 SrO 양에 크게 의존하녀 유리구조 내에 형성되어지는 B01 단위구조 수와 B0, ■ 단위구조 수에 적게 의존함을 알 수 있었다.
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