Szalay Zsófia - Szervetlen Kémiai Tanszék - Eötvös Loránd ...

1. Bevezetés
Az üvegek a legszélesebb körben alkalmazott vegyületek közé tartoznak. Felhasználásuk
szempontjából legelterjedtebbek a szilikátüvegek, de más üvegképzı oxidok illetve sók
üveges állapotai is ismertek.
A foszfátüvegek elterjedését gátolja, hogy kémiailag nem elég ellenállók, vízben oldódnak,
bizonyos összetétel-tartományban még a levegı nedvességtartalmára is érzékenyek [1]. A
szilikátüvegekhez képest alacsony üvegesedési hımérsékletük, nagy hıtágulási koefficiensük,
alacsony optikai diszperziójuk és speciális elektro-opitkai tulajdonságaik ugyanakkor számos
alkalmazási területet nyit számukra [2]. Használják ezeket üveg-fém szigeteléseknél [3],
biokompatibilis anyagokban és kompozitokban [4], szilárd halmazállapotú ritkaföldfémlézerforrások
anyagául [5]. Elektromos- és ionvezetésük miatt alkalmazzák galvánelemek
elektródjaként, illetve közegeként is [6, 7].
Éppen a széleskörő alkalmazási lehetıségek miatt vált fontossá a foszfátüvegek
szerkezetvizsgálata, fizikai és kémiai tulajdonságaik megismerése és a gyakorlatban ezen
ismeretek alkalmazása. Elméleti jelentıségüket növeli, hogy széles összetétel-tartományban
elegyednek egyéb anyagokkal, így az üvegek szerkezetének mélyebb megismerésére is
alkalmasak lehetnek [2].
„Foszfátüvegek” összefoglaló név alatt azokat az üvegeket értjük, amelyekben a
rendezetlen hálózatot alapvetıen P - O láncok alkotják. A már említett nagy elegyedési arány
- összetétel tekintetében - széles választékot kínál a teljes periódusos rendszerben. Kationok
depolimerizálhatják a hálót [8, 9], nemfémes elemek helyettesíthetik vagy kiszoríthatják az
oxigént a híd- és terminális helyzetben [10], más hálóképzı oxidok kopolimerizálhatnak a
foszfátokkal [11], és ezek mindegyikének hatása van az üveg szerkezetére és tulajdonságaira.
A továbbiakban olyan foszfátüvegekrıl lesz szó, amelyek kationként Na + iont,
hálóképzıként a foszfát mellett borátot, illetve vanadátot is tartalmaznak. Ez a három anyag
(V 2 O 5 , P 2 O 5 és B 2 O 3 ) bázikus közegben gyakorlatilag minden arányban elegyedik, így az
összetételük, és ezáltal tulajdonságaik széles skálán változhatnak. Az ilyen ötkomponenső
üvegek szerkezetét vizsgáltuk multinukleáris szilárd NMR spektroszkópiával.
A dolgozatban elıször az üvegek fontosabb jellemzıit tekintjük át, majd a fı vizsgálati
módszer, az NMR spektroszkópia idevágó részleteirıl lesz szó. Ezt követi az elvégzett
kísérleti munka bemutatása, majd az eredmények ismertetése és értéklése, azaz az üvegekben
észrevehetı összetételfüggı tendenciák értelmezése.
3