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J-GLOBAL ID：201102227727498995   整理番号：10A1608596

Na₂O-SiO₂ガラス中の橋架け,非橋架けおよび遊離(O^2-)酸素 X線光電子分光法(XPS)および核磁気共鳴(NMR)研究

Bridging, non-bridging and free (O^2-) oxygen in Na₂O-SiO₂ glasses: An X-ray Photoelectron Spectroscopic (XPS) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) study

著者 (7件)： NESBITT H.w. ,  BANCROFT G.m. ,  HENDERSON G.s. ,  HO R. ,  DALBY K.n. ,  HUANG Y. ,  YAN Z.
資料名： Journal of Non-Crystalline Solids  (Journal of Non-Crystalline Solids)
巻： 357  号： 1  ページ： 170-180  発行年： 2011年01月01日 
JST資料番号： D0642A  ISSN： 0022-3093  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 独自の電荷補償系を有するKratos Ultra Axis装置を用いて100から45モル%SiO₂の組成範囲の6つのNa₂O-SiO₂ガラスの高分解能Na 1s,O 1sおよびSi 2p内殻準位XPSスペクトルを集めた。これらのガラスのO 1sスペクトルは良く分解され,制限または仮定に頼らず橋架け酸素(BO,Si-O-Si)および非橋架け酸素(NBO,Na-O-Si)信号を正確にフィットし,定量することができた。同じ試料を²⁹Si MAS NMRによって分析してQ化学種の存在比を求め,それからBOおよびNBOの比率を計算した。調べた組成範囲全体にわたり両方の方法によって同様なBO:NBO比を得た。それらは約65モル%を超えるSiO₂を含むガラスについてのほとんどの従来のXPSおよびNMR結果とも矛盾しなかった。しかし,本研究のXPSおよびNMR実験結果は約65モル%未満のSiO₂を含むガラスについての従来の公表XPSおよびNMR結果と異なっていた。NaはX線ビーム中で可動性であり,可動性が原因となってBO:NBO比は曝露時間とともに増加する。本研究では信頼できるガラスのBO:NBO比を得るためにNa可動性を回避した。比は,従来のXPS研究において報告されたものより低く,同じガラスについて我々の²⁹Si MAS NMR結果から得られた比と同様であった。XPSおよび²⁹Si MAS NMR結果は,ソーダガラス中の第3の酸素化学種の存在を示した。CaSiO₃ガラスおよびLaを含むソーダガラスおよびカリガラスについて提案されたように,ソーダガラス中にO^2-が小濃度で存在すると示唆した。O^2-含有率は増加したソーダ含有率と相関し,ガラス中の3次元パーコレーションチャネルと関連し,チャネルの成長に有用であった。BOピークのXPS O 1s線幅はNBOピークより広く,BOピークへの2つ以上の寄与を示した。結晶Naメタケイ酸塩およびNa二ケイ酸塩において観測されるように,Na-ケイ酸塩ガラスのBOは,2つのSi原子に橋架けしているBOから生じるものと2つのSi原子だけでなくNaにも結合しているBOから生じる第2のBO信号との2種類ある可能性があった。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *ソーダガラス ,  *酸素 ,  架橋【高分子】 ,  酸化ナトリウム ,  *X線光電子スペクトル ,  *ケイ素29NMR ,  MASNMR ,  二酸化ケイ素
準シソーラス用語： シリカ ,  橋架け

分類 (2件)： その他の非晶質の構造  (BK04040Z) ,  非金属化合物  (CD01070R)

タイトルに関連する用語 (10件)： Na2O ,  SiO2 ,  ガラス ,  橋架け ,  酸素 ,  X線光電子分光法 ,  XPS ,  核磁気共鳴 ,  NMR ,  研究