Прочностные характеристики кварцоидных стекол, допированных цезием

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

В статье представлены результаты определения трещиностойкости кварцоидных стекол, допированных цезием. Расчеты трещиностойкости проведены на основании измеренных величин микротвердости и модуля Юнга. Проанализирована взаимосвязь величины трещиностойкости с содержанием оксида цезия (Cs2O 0.68–2.11 мас. %) в стекле. Результаты измерения 11В и 29Si ЯМР спектров применены для интерпретации влияния присутствия цезия в стекле на способность исследуемого материала противостоять образованию трещин.

About the authors

T. A. Tsyganova

Branch of the NIK “Kurchatov Institute” – PIAF – IHS

Email: Tsyganova2@yandex.ru
199034, Russia, St. Petersburg, embankment Makaryova, 2

Y. P. Lushankin

Branch of the NIK “Kurchatov Institute” – PIAF – IHS

199034, Russia, St. Petersburg, embankment Makaryova, 2

A. S. Mazur

Saint Petersburg State University (SPbSU)

199034, Russia, St. Petersburg, Universities embankment, 7/9

M. V. Staritsyn

NIK “Kurchatov Institute” - TsNII KM “Prometheus”

191015, Russia, St. Petersburg, Shpalernaya st., 49

M. S. Mikhailov

NIK “Kurchatov Institute” - TsNII KM “Prometheus”

191015, Russia, St. Petersburg, Shpalernaya st., 49

L. N. Kurylenko

Branch of the NIK “Kurchatov Institute” – PIAF – IHS

199034, Russia, St. Petersburg, embankment Makaryova, 2

L. F. Dikaya

Branch of the NIK “Kurchatov Institute” – PIAF – IHS

199034, Russia, St. Petersburg, embankment Makaryova, 2

E. A. Semenova

Branch of the NIK “Kurchatov Institute” – PIAF – IHS

199034, Russia, St. Petersburg, embankment Makaryova, 2

I. N. Anfimova

Branch of the NIK “Kurchatov Institute” – PIAF – IHS

199034, Russia, St. Petersburg, embankment Makaryova, 2

I. A. Drozdova

Branch of the NIK “Kurchatov Institute” – PIAF – IHS

199034, Russia, St. Petersburg, embankment Makaryova, 2

Y. M. Markova

NIK “Kurchatov Institute” - TsNII KM “Prometheus”

191015, Russia, St. Petersburg, Shpalernaya st., 49

References

  1. Jantzen C.M., Brown K.G. and Pickett J.B. Durable glass for thousands of years // Int. J. Appl. Glass Sci. 2011. V. 1. P. 38–62.
  2. Ojovan M.I., Lee W.E., and Kalmykov S.N. An introduction to nuclear waste immobilisation. // 2019. Amsterdam, Netherlands: Elsevier.
  3. Константинович А. Остекловывание радиоактивных отходов. Озерск: Наука, 1998. 441 с.
  4. Kim D.S., Peeler D.K., Hrma P. Effect of crystallisation on the chemical durability of simulated nuclear waste glasses // Ceram. Bull. 1995. V. 61. P. 177–185.
  5. Tsyganova Т.А., Girsova М.А., Kurylenko L.N., Dikaya L.F., Staritsyn M.V. New Cesium-Containing Quartzoid Glasses // Glass Physics and Chemistry. 2023. V. 49. No 5. P. 456–462.
  6. Аппен, А.А. Химия стекла или Технология стекла и ситаллов. Ленинград: Химия, 1970. 315 с.
  7. Мазурин О.В., Роскова Г.П., Аверьянов В.И., Антропова Т.В. Двухфазные стекла: структура, свойства, применение / Под ред. Варшала Б.Г. Л.: Наука. 1991. 276 с. ISBN 5-02-024469-4
  8. Алексеева 3.Д., Анфимова И.Н., Мазурин О.В. А. с. 631470 (СССР). Метод получения высококремнеземного стекла. // Бюллетень изобретений. 1978. № 41. С. 89.
  9. Pat. 58–199746 (Japan). Glass rods with refractive index. Опубл. 21.11.83.
  10. Janowski F., Heyer W. Glasser. Hertellung, Eigenschaften, Anwendung // Deutscher Verlag fur Grundostoffmdustrie. 1981. 274 p.
  11. Miura T., Hachinohe M., Yunoki A., Hamamatsu S., Unno Y. Validation of measurement comparability of NaI(Tl) scintillation detectors for radioactive cesium in brown rice sample by interlaboratory comparison // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2020. V. 326. P. 1225–1231.
  12. Paramonova Т.А., Kuzmenkova N.V., Godyaeva M.M., Belyaev V.R., Ivanov M., Agapkina G.I. Cesium-137 Root Uptake by Oat and Lettuce Test Crops from Radioactively Contaminated Chernozem under Model Experiment Conditions // Moscow University Soil Science Bulletin. 2018. V. 73. № 1. P. 18–25.
  13. Rump A., Ostheim P., Eder S., Hermann C., Abend M., Port M. Preparing for a “dirty bomb” attack: the optimum mix of medical countermeasure resources // Military Medical Research. 2021. V. 8. P. 3–4.
  14. Oh S.Y., Heo N.S., Shukla S., Kang S.-M., Lee I., Lee H., Bajpai V.K., Jang S.C., Huh Y.-K., Roh C., Huh Y.S. Multi-stress radioactive-tolerant Exiguobacterium acetylicum CR1 and its applicability to environmental cesium uptake bioremediation // Journal of Cleaner Production. 2018. V. 205. P. 281–290.
  15. Hu P.-S., Chou H.-J., Chen C.-A., Wu P.-Y., Hsiao K.-H., Kuo Y.-M. Devising Hyperthermia Dose of NIR-Irradiated Cs0.33WO3 Nanoparticles for HepG2 Hepatic Cancer Cells // Nanoscale Res. Lett. 2021. V. 16. Article 108. P. 1–10.
  16. Антропова Т.В., Калинина С.В., Костырева Т.Г., Дроздова И.А. Анфимова И.Н. Особенности процесса получения и структура пористых мембран на основе двухфазных фтор- и фосфоросодержащих натриевоборосиликатных стекол // Физика и химия стекла. 2015. Т. 41. № 1. С. 25–41
  17. Калинин А.И., Гилева К.Г. Микрохимическое определение бора в стеклах // Физика и химия стекла. 1976. Т. 2. № 4. С. 378–380.
  18. Калинина Н.Е., Гилева К.Г., Хомутова Е.Г. Микроанализ силикатов. Исследование природного и технического минералообразования // Матер. VII Совещ. по экспериментальной и технической минералогии и петрографии. М.: Наука. 1966. С. 61–66.
  19. ГОСТ 9450-76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. Издание официальное: дата введения 1977–01–01. Москва: Стандартинформ, 1977. 76 c.
  20. ТУ 4276-001-31038427-2004. Измеритель частот собственных колебаний “3вук-130”. Технические условия. Введен 2004. М.: Изд-во стандартов, 2004. 5 с.
  21. Крень А.П. Определение критического коэффициента интенсивности напряжений стекла в условиях упругого контакта методом динамического индентирования // Проблемы прочности. 2009. № 6. С. 51–61.
  22. Tsyganova T.A., Girsova M.A., Kurylenko L.N., Dikaya L.F., Staritsyn M.V. New Cesium-Containing Quartzoid Glasses // Glass Physics and Chemistry. 2023. V. 49. No 6. P. 600–605.
  23. Prabakar S., Rao K.J., Rao C.N. R. 11B NMR Spectra and Structure of Boric Oxide and Alkali Borate Glasses // Proc. R. Soc. Lond. A. 1990. V. 429. P. З-15
  24. Grandjean M., Malki V., Montouillout F., Debruycker D. Massiot Electrical conductivity and 11B NMR studies of sodium borosilicate glasses // Journal of Non-Crystalline Solids. 2008. V. 354. P. 1664–1670.
  25. Wu Xinwei, Youngman Randall E., Rüdiger Dieckmann Sodium tracer diffusion and 11B NMR study of glasses of the type (Na2O)0.17(B2O3) x(SiO2)0.83–x // Journal of Non-Crystalline Solids. 2013. V. 378. P. 168–176
  26. Osipov A.A., Eremyashev V.E., Mazur A.S., Tolstoi P.M., Osipov L.M. Structure of Cesium–Borosilicate Glasses According to NMR Spectroscopy // Glass Physics and Chemistry. 2017. V. 43. No 4. P. 287–293.
  27. Yazawa Tetsuo, Kuraoka Koji, Akai Tomoko, Umesaki Norimasa, Du Wei-Fang Clarification of Phase Separation Mechanism of Sodium Borosilicate Glasses in Early Stage by Nuclear Magnetic Resonance // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. P. 2109–2116.
  28. Gin Ste´phane, Jollivet Patrick, Fournier Maxime, Angeli Fre´de´ric, Frugier Pierre & Charpentier Thibault Origin and consequences of silicate glass passivation by surface layers // Nature Communication. 2015. V. 6. P. 636. https://doi.org/10.1038/ncomms7360
  29. Soleilhavoup A., Delaye J.-M., Angeli F., Caurant D., Charpentier Th. Contribution of first-principles calculations to multinuclear NMR analysis of borosilicate glasses // Magn. Reson. Chem. 2010. V. 48. P. S159–S170.
  30. Hiet J., Deschamps M., Pellerin N., Fayon F., Massiot D. Probing chemical disorder in glasses using silicon-29 NMR spectral editing // Phys. Chem. Chem. Phys. 2009. V. 11. P. 6935–6940.
  31. Ackerson Michael R., Cody George D. and Mysen Bjorn O. 29Si solid state NMR and Ti K-edge XAFS pre-edge spectroscopy reveal complex behavior of Ti in silicate melts // Ackerson et al. Progress in Earth and Planetary Science. 2020. V. 7. P. 14. https://doi.org/10.1186/s40645-020-00326-2
  32. Bray P.J., O’Keefe J.G. Nuclear magnetic resonance investigation of the structure of alkali borate glasses // Phys. Chem. Glasses. 1963. V. 4. No 2. P. 37–46.
  33. Жданов С.П., Шмидель Г. Координационное состояние бора в натриевоборосиликатных стеклах по данным ЯМР. // Физика и химия стекла. 1975. Т. 1. № 5. С. 452–456.
  34. Milberg M.E., O’Keefe J.G, Verhelst R.A., Hooper H.O. Boron coordination in sodium borosilicate glasses // Phys. Chem. Glasses. 1972. V. 13. No 3. P. 77–84.
  35. Жданов С.П. О структурных превращениях в стеклах, содержащих B2O3 // Стеклооборазное состояние. Труды третьего всесоюзного совещания. (16–20 ноября 1959 г., Ленинград). Изд. АН СССР. М-Л. 1959. с. 502–507.
  36. Жданов С.П., Коромальди Е.В. О структурных особенностях натриевоборосиликатных стекол в связи с их химической устойчивостью // Изв. АН СССР. ОХН. 1959. № 4. с. 626–636.
  37. Жданов С.П. О структурных особенностях натриевоборосиликатных стекол в связи с их химической устойчивостью. Сообщение 3. Структурные превращения в натриевоборосиликатных стеклах. // Изв. АН СССР. ОХН. 1959. № 6. С. 1011–1018.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences