logo
  1. Главная страница
  2. Дипломные работы
  3. Общий
  4. ZOL-GEL USULIDA OLINGAN KVARS SHISHALARDA NURLANISH TA’SIRIDA HOSIL BO’LADIGAN RADIATSION MARKAZLARNI O’RGANISH

ZOL-GEL USULIDA OLINGAN KVARS SHISHALARDA NURLANISH TA’SIRIDA HOSIL BO’LADIGAN RADIATSION MARKAZLARNI O’RGANISH

Загружено в:

13.08.2023

Скачано:

0

Размер:

830.9052734375 KB
Скачать
ZOL-GEL USULIDA OLINGAN KVARS SHISHALARDA NURLANISH TA’SIRIDA HOSIL BO’LADIGAN RADIATSION MARKAZLARNI O’RGANISH MUNDARIJA KIRISH……………………………………………………………………….. I BOB. Adabiyotlar sharhi………………………………………..………….. 1.1 Zol-gel usuli va u yordamida materiallar olish texnologiyasi haqida ma`lumot ……………………………………………………………………… 1.2. Kvars shishalarini zol-gel usulida hosil qilish jarayonlarini nazariy tahlil qilish 1.3. Zol-gel usuli yordamida olingan kvars shishalar ………………………. 1.3. Kvarts shishalar. ………………………………………………………….. II BOB. TAJRIBA METODIKASI…………………………………………. 2.1. Zol-gel texnologiya asosida shisha olish…………………………………. 2.2. Gibrid usulda zol-kolloid sistema olish…………………………………… 2.3. Nurlanish spektrini o’lchash……….……………………………………… III BOB. TAJRIBA NATIJALARI VA ULARNING MUXOKAMASI.. 3.1. Zol-gel texnologiyasi asosida plastina olishni o’rganish………………… 3.2. Zol-gel usulida olingan kvarts shisha strukturasiga radiatsiyaning ta’sirini o’rganish…… Xulosa. ………………………………………………………………………. Adabiyotlar………………………………………………………………….. KIRISH Hozirgi zamon texnikasining rivojlanishi fanning tezlik bilan rivojlanishiga imkon yaratmoqda. Shular qatori qattiq jismlar sohasini, ayniqsa amorf materiallar sohasini o’rganish birinchi galdagi talablardan biri hisoblanmoqdi. Chunki, amorf materiallar (shisha) va kristallar texnikada juda keng oraliqda ishlatilmoqda. Shuning uchun ham bu materiallarni tatqiqot qiluvchi mutaxassislar oldiga juda yuqori talablar qo’yilmoqda, yaoni materiallarning tozaligi, shaffofligi, yorug’likni yaxshi o’tkazuvchanligidir. Bunday xususiyatga ega bo’lgan shishashimon materiallar lazer texnikasida, optik priborlar yasashda, integral optikada va aloqa uzatishlarda, meditsinada keng qo’llanilmoqdi. Zol-gel texnologiyasi monolitlar, kukunlar, qatlamlar va tolalar kabi turli xil materiallar olish uchun muqobil usul sifatida keng qo’llaniladi. Ular orasida zol kbartsning asosiy xossasi va zol-gel jarayonida kremniy tolalarini olishda keng qo’llanilgan. Hozirgi zamonda shishasimon materiallarni olishning perspektiv metodlaridan biri Zol-Gel protsessidir. Bu protsessning tekshirish bo’yicha katta hajmda ish bajarilgan bo’lib ammo hosil qilingan materiallarni shisha va monolit kserogellarning xususiyatlarini tekshirish bo’yicha sistematik tadqiqodlar kam o’tkazilmagan. Bunday noan’anaviy metodlar bilan olingan shishalarni EPR spektroskopiya yordamida o’rganishning birqancha aspektlari mavjud. Hozirgi zamonda bu materiallarning xususiy va radiatsion xususiyatlarini o’rganish muhim ahamiyatga ega. Buning natijasida materiallarda hosil bo’ladigan har xil markazlarning xarakterini, tabiatini, qo’shimchalarning qaysi 2 elementga bog’liqligini va shu asosda bu qo’shimchalarni kamaytirish texnologiyasini yaratishga imkon beradi. Shu bilan birga shishalardagi indikatorlar (temir, marganets, mis va boshqalar) holatini o’zgartirish, bu shishalarning ishlatilishi sohalarini kengaytirishga olib keladi. Hozirgi vaqtdaha temir ionlari holatining shishalardagi o’zgarishi eng muhim masalalardan hisoblanadi. Integral optikaning rivojlanishi ayniqsa shishalarning to’lqin o’tkazgich xarakterga ega ekanligining ochilishi EHM texnikasida eng tez hisoblash mashhinalari yaratishga imkon beradi. Bu sohada planar to’lqin o’tkazgichlar texnologiyasini rivojlantirish va to’lqin o’tkazgichlarning hosil bo’lish nazariyasini rivojlantirish integral optikaning eng muhim masalalaridan biri hisoblanadi. Shu bilan birga shishaning tarkibida xamisha mavjud bo’lgan temir ionlari o’zini qanday tutishi masalasi saqlanib qoladi. Noregulyar tugunlar va ular asosida hosil bo’ladigan radiatsion markazlar alohida qiziqish kasb etadi. Ular nafaqat materiallarning ishchi holatiga taosir etadi, balki ularning o’zlari ham aktivlashtiruvchi markazlar haqidagi ma’lumotlarni EPR spektroskopiya metodi yordamida olish mumkin. Ko’p yillardan beri radiatsiya taosirida naomuna bo’yalishining nurlantirish dozasiga va sharoitlariga bog’liqligi o’rganilmoqda. SHu bilan birga qayd etish kerakki bu taosir boshqa optik parametrlarning o’zgarishiga olib kelishi mumkin, yaoni sindirish ko’rsatkichi, uning dispertsiyasi, termik koeffitsienti va mexanik xususiyatlarini o’zgartirishi mumkin. Shunday qilib, bitiruv ishi yangi to’lqin o’tkazgichlar olish usullari, ularning hosil bo’lish nazariyasini rivojlantirish masalasini va yangi olingan shishalarning har xil defektlarini birgalikda umumlashgan bloklar sifatida o’rganishga qaratilgan. Mavzuning dolzarbligi. Elektronika, avvalambor inson jamiyatining axborotga bo’lgan talablarini qondirishga mo’ljallangan. Ishlab chiqarish kuchlarining va ishlab chiqarish munosabatlarining rivojlanishi texnika va 3 texnologiyaning yangi turlarini yaratishga asoslangan va axborot vositalarining rivojlanishi bilan kuchli ravishda bog’liq. So‘nggi paytlarda shishalarni past haroratlarda olish va ulardan turli sohalarda foydalanish to‘g‘risida ilmiy qarashlar shakkilanib bormoqda. Shular asosida mazkur bitiruv malakaviy ishida zol-gel texnologiyasi asosida silkikat shishalar olish texnologiyasini o‘rganish masalasi qo‘yilgan. Chunki materiallarni olishda yuqori temperaturalar ham qo’llanishi ma’lumdir. Ularda hosil bo’ladigan har xil markazlarning xarakterini, tabiatini, qo’shimchalarning qaysi elementga bog’liqligini va shu asosda bu qo’shimchalar bilan legirlashning yangi-yangi texnologiyasini yaratishga imkon beradi. Shu bilan birga shishalardagi aralashmalar (temir, marganes, mis va boshqalar) holatini o’zgartirish bilan shishalarning ishlatilish sohalarini kengaytirishga olib keladi. Tadqiqot maqsadi – zol-gel texnologiyasi asosida silkikat shishalar olish texnologiyasini o‘rganishga qaratilgan. Tadqiqot vazifalari quyidagilardan iborat: 1. Shisha olish uchun zol hosil qilishni o’rgani sh. 2. Zoldan gelga o’tish jarayoni bilan tanishish va o’rganish . 3. Zol-gel texnologiyasi asosida silkikat shishalar olish va undagi kirishmalar holatini o’rganish . Tadqiqot obyekti va predmeti Zol-gel texnologiyasi asosida olingan shishalar va kirishmalar spektrlarini taqqoslash yo’li bilan o’rganish. Ishning ishlanganlik darajasi. Radiasion fizikaning asosiy masalalaridan bir bo’lgan nurlanishning qattiq jismlarda paramagnet va boshqa xususiyatlarining o’zgarishiga ta’sirini o’rganish hisoblanadi. Qattiq jismlarning xusisiyatlarini o’rganish ayrim nuqsonlar to’g’risida qo’shimcha ma’lumotlarni beradi. Ushbu ish silikat shishalar sirt qatlami xususiyatlarini radiasiya ta’sirida bo’ladigan o’zgarishini o’rganishga bag’ishlangan. Radiatsiya ta’sirida shishalarning xusisiyatlarini o’rganish 4 bilan undan quyosh konsentratorlarini tayyorlashda foydalanish mumkin. Bu yo’nalishning turli muammolari bilan shug’illanuvchi olimlar ko’pchilikni tashkil qiladi. Zol-gel usulida olingan kvars shishalarni yaratish ustida O.Vofbeis (Germaniya), Mallins (Angliya), Lakovich (AQSh) va boshqalarni sanash mumkin. O’zbekistonda kvars shishalar yaratish bo’yicha turli masalalari bilan Abdurahmonov E., Gevorkyan A.M., Kabulov B.J., Nasimov A.M.,Normuradov Z.N.kabi qator olimlar ishlarini keltirish mumkin. Bajarilgan ishlar tahlili korsatadiki, bu ishlarda turli obyektlar uchun sensorlar yaratilgan bo’lib ular asosan termokimyoviy va elektrokimyoviy usullarga asoslangan. Tadqiqot usuli Zol-gel texnologiyasi asosida olingan shishalar va kirishmalar spektrlarini taqqoslash yo’li bilan o’rganish. Yangi materiallar olish va olingan na’munalar spektrlarining bir-biriga taqqoslash bilan qo’yilgan masalaga erishish. Tadqiqotning ilmiy yangiligi Zol-gel texnologiyasi asosida shishalar olishni o‘rganish. O’rganilayotgan materiallarda kuzatilgan effektlar asosida kirishmalar kiritilganda uning ta’sirini o‘rganish. Tadqiqot natijalarining ilmiy va amaliy ahamiyati . Ishda o ’rganilayotgan materiallar qatlamidagi o’zgarishlarni aniqlash bilan kelajakda shishalar dan quyosh elementlari sifatida foydalanish ko‘zda tutilgan. Yangiligi. Magistrlik dissertatsiyasi natijalarining ilmiy jihatdan yangiligi quyidagilardan iborat: - xomashyo materiallariga bog‘liq bo‘lgan yuqori tozalikdagi shisha olish; - boshlang‘ich komponentlar bir jinsliligiga bog‘liq bo‘lgan yuqori bir jinsli shisha olish; 5 - past temperaturalarda monolit shishalar olish texnologiyasi (pasayishi ≥ 500 0S gacha); - foydalaniladiga asbob-uskunalarning soddaligi. Bitiruv malakaviy ishi davomida tayyorlangan zol-gel qatlamning xossalari optimallashtirilgan. Magistrlik dissertasiyasining tuzilishi. Magistrlik dissertasiyasi kirish, uchta bob, xulosa va foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxatidan iborat bo‘lib jami betni tashkil qiladi. Magistrlik dissertasiyasining birinchi bobida mavzu bo‘yicha adabiyotlar sharhi va mavzuning o‘rganilgani keltirilgan, ikkinchi bobda esa tadqiqot obyektining ahamiyati va xususiyatlari bayon qilingan bo‘lsa uchinchi bob magistrlik dissertasiyasi bajarish davomida bajarilgan ishlarni qamrab oladi. magistrlik dissertasiyasining oxirida qilingan ishlar bo‘yicha tegishli xulosalar berilgan. 6 I. A D A BIYOTL A R SH A RHI. 1.1 Zol-gel usuli va u yordamida materiallar olish texnologiyasi haqida ma`lumot Dispers sistemalar - ikki yoki undan ortiq fazalarning tekis tarqalgan mayda zarralaridan tuzilgan geterogen sistemalar. Odatda, fazalardan biri uzluksiz dispersion muhit hosil qilib, boshqa fazalar (bir yoki bir nechta dispersion fazalar) esa shu muhitda mayda kristallar, qattiq amorf zarralar, tomchilar yoki pufakchalar shaklida bir tekis tarqaladi. Dispers sistemalar murakkab tuzilishga ega bo li-shi ham mumkin, uzluksiz dispersion muhit hosilʻ qila oladigan, bir-birining hajmiga singib ketgan ikki fazadan iborat sistema bunga misol bo la oladi. Dispers sistemalar zarralarning katta-kichikligiga qarab ʻ ikki guruhga bo linadi: 1) dispers faza zarralari 1 mkm va undan katta bo lgan ʻ ʻ dag al dispers sistemalar (suspenziya, tutun, tuman, emulsiya va b,); 2) dispers ʻ faza zarralari 1 nm dan 1 mkm gacha bo lgan kolloid sistemalar. Dispers faza ʻ zarralari 1 nm gacha (atomlar va kichik molekulalar o lcha-miga teng) bo lgan ʻ ʻ zarralardan tuzilgan sistemalar chin eritmalarni tashkil etadi. Dispers sistemalarning fizik-kimyoviy xossalari dispers faza bilan dispersion muhit orasidagi molekulalararo bog lanishga hamda ular orasida hosil bo ladigan ʻ ʻ yuzaga bog liq. Dispers sistemalarning xossalari kolloid kimyoda o rganiladi. ʻ ʻ Ikki fazali geterogen tizim maydalangan moddaning zarralari joylashgan muhitdan (gazsimon, suyuq yoki qattiq) iborat. Birinchi bosqichni dispers muhit deb atashga kelishib olindi, ikkinchi bosqich, ya'ni maydalangan modda, dispers faza. Disperslik darajasiga ko'ra barcha mikrodispers sistemalarni shartli ravishda uch guruhga bo'lish mumkin: qo'pol dispers (D(1/sm)~<105), kolloid dispers (D(1/sm)~105-107) va molekulyar ( ionli)-dispers (D (1/sm)~107). Dispers tizimlarni tasniflash yana bir xususiyatga ko’ra dispers faza va dispersiya muhitining agregatsiya holatiga ko'ra ham amalga oshiriladi. 7 Gazsimon dispersion muhitga ega dispers tizimlar aerozollar (tuman, tutun) deb ataladi; suyuq dispersion muhit bilan - liozollar (kolloid eritmalar, emulsiyalar, suspenziyalar) va, qattiq dispersiyali muhitga ega bo'lgan tizimlar - qattiq zollar (ko'zoynaklar, qimmatbaho toshlar, qotishmalar) deb ataladi. Muayyan darajadagi dispersiyaga ega bo'lgan moddalarni ikki yo'l bilan olish mumkin: 1) ko'p yoki kamroq katta jismlarni kerakli dispersiyaga maydalash orqali; 2) molekulalarni, atomlarni va ionlarni kerakli dispersiyaning zarrachalariga kattalashtirish orqali. Shunga asoslanib, kolloid tizimlarni olish usullari dispersiya va kondensatsiyaga bo'linadi. Dispersiya usullari amalda mexanik maydalash, maydalash, maydalagichlarda, tegirmon toshlarida, sharli tegirmonlarda va boshqalarda ishqalanish orqali amalga oshiriladi. So'nggi paytlarda ultratovush turli xil yuqori dispersli kolloid tizimlarni olish uchun tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda. Ultratovush maydon ta'sirida nafaqat emulsiyalarni olish, balki turli xil muhitda qattiq moddalarni dispersiya qilish ham mumkin. Shunday qilib, sink, temir, oltingugurt, ba'zi metallar, bo'yoqlar va boshqa moddalar zarralari bilan kolloid eritmalar olish mumkin. Kondensatsiya ( agregatsiya ) usullari moddani erimaydigan holatga o‘tkazish yo‘li bilan molekulyar yoki ionli eritmalardan kolloid tizimlarga o‘tishga asoslangan. Zol - suyuqlikda tarqalgan kolloid zarrachalardan tashkil topgan ikki fazali tizim. Gel suyuqlik (gidrogel) yoki gaz (kserogel) bilan to'ldirilgan mikron o'lchamdagi teshiklari bo'lgan o'zaro bog'langan qattiq uch o'lchovli tarmoqdir. Agar kovaklardagi suyuqlik suv bo'lsa, u holda suyuq gel atamasi, spirt bilan to'ldirishda esa alkogel atamasi ishlatiladi. 8 Gel degan umumiy atama ko'pincha gelga o'xshash ultraporozli tuzilmalarning har xil turlariga nisbatan qo'llaniladi va giperkritik quritish natijasida olingan past zichlikdagi gel aerogel deb ataladi. Jismoniy adsorbsiyalangan suv tanasidan to'liq chiqarilganda gel quruq hisoblanadi. Bu 100 dan 180 ° C gacha bo'lgan haroratlarda sodir bo'ladi. Gellarni yuqori haroratlarda (800 dan 1200 ° C gacha) issiqlik bilan ishlov berish viskoz oqim mexanizmi tufayli teshiklar sonini va ularning o'zaro bog'lanishini sezilarli darajada kamaytiradi. Bu jarayon zichlash yoki sinterlash deb ataladi. Kovakli gel barcha teshiklar yo'qolganda zich yoki monolitik oynaga aylanadi. Mikroamorf kremniy oksidi asosan bir mikrondan kam o'lchamdagi va o'ziga xos sirt maydoni 3 m2 / g dan ortiq bo'lgan birlamchi zarrachalardan iborat bo'lgan zollar, gellar, kukunlar va shisha jelni o'z ichiga oladi. I. Pirogen kremniy oksidi (aerosil) silikon dioksidning suvsiz amorf zarralari bo'lib, Si Cl 4 , Si H 4 , Si HCl 4 va boshqalar kabi silikon birikmalarini kislorod oqimida yoki uglevodorod alangasida bug 'holatida oksidlanish natijasida yuqori haroratda olinadi. II. Organik kremniy birikmalari (alkoksid sol-gel jarayoni) yoki kremniy kislotasi tuzlari gidrolizlanishi natijasida hosil bo lgan ʻ Si (OH )4 monomer eritmalaridan hosil bo lgan yadrolarda gidroksillangan mikroamorf kremniy ʻ oksidi hosil bo ladi. ʻ Si ( OH ) 4 monomerining kondensatsiyasi vaqtida bir qatorga tushadigan silika tetraedral tarmoqlari amorf va sharsimon shaklga ega. Shunday qilib, mikroamorf gidroksillangan kremniy dioksidi eritmadan yo sharsimon amorf zarrachalar (zol) shaklida chiqariladi yoki agregatlar bo'lib gelga aylanadi yoki pH yoki haroratning keskin o'zgarishi bilan koagulyatsiyalanadi va kukun hosil qiladi. Dastlab hosil bo'lgan zarralar amorf silikat tarmog'i ichida kondensatsiyalanmagan Si-OH guruhlari (silanol guruhlari) ning ma'lum qismini 9 o'z ichiga olishi mumkin va o'sish sharoitlariga qarab, OH guruhlari yo sirtda qoladi yoki zarracha diametri bo'yicha taqsimlanadi. ma'lum bir qonun. G.Scherer tasnifiga ko ra, o lchamiga qarab, zol-gel usulida olinganʻ ʻ kserogellar uch guruhga bo linadi: mikroporlar (< 1 nm), o tish teshiklari yoki ʻ ʻ mezoporlar (l dan 30 nm gacha). ) va makro gözenekler (> 30 nm). Silikon alkoksid birikmalarining gidrolizlanishi va polikondensatsiyalanishi natijasida hosil bo'lgan dudlangan kremniy va gidroksillangan amorf kremniy oksidi zarralaridan hosil bo'lgan eritmalar aralash yoki gibrid eritmalar deb ataladi. Va destabilizatsiya yo'li bilan zolning gelga o'tish jarayoni (tizimning harorati yoki pH darajasi o'zgarganda) gel hosil bo’lish jarayoni deb ataladi. Gellanish qoliplarda sodir bo'ladi, unda zol beqarorlashgandan keyin quyiladi. Uzoq vaqt davomida (bir necha soatdan bir necha kungacha) sodir bo'lgan gelning yashash davrida polikondensatsiya reaksiyalari va bo'yinlarning tuzilishidagi bo'yinlarning o'sishi tufayli gel tarmog'ini mustahkamlash jarayonlari davom etadi, kremniy-kislorod skeleti va intermitsellar suyuqlikning ekstruziyasi (sinerezis). Quritish - bu suyuqlikni oqim va bug'lanish mexanizmlari orqali gel tarkibidan suyuqlikni olib tashlashning murakkab jarayoni bo'lib, gel kamayadi va mexanik kuchini sezilarli darajada oshiradi. Zol-gel jarayoni, bu holda, zol-gel monolit qattiq jismning fazali o'tishlari paytida kolloid-kremniy tizimining evolyutsiyasining qisqacha tavsifi bo'lib, buning natijasida shishasimon g’ovakli, monolit yoki kompozitsion material hosil bo'ladi. Zol-gel texnologiyasi - bu g’ovakli yoki monolit kimyoviy mahsulotlarni ishlab chiqarish texnologiyasi, xususan, mikroamorf kremniylar (shishalar, kserogellar, kukunlar, plyonkalar yoki tolalar) asosida. 10 To'g'ridan-to'g'ri zol-gel jarayoni natijasida hosil bo’lgan shishasimon material - kserogel, shisha yoki kompozit, u gidrogeldan shisha qolipga quyilish jarayonida qolipining shaklini saqlaydi va uchta koordinata o'qi bo'ylab bir xil kamayishga uchraydi. Strukturalar hosil qilish jarayoni dispers sistemasining hamma hajmiga tarqalsa, sistema alohida bir holatga o`tadi. Sistema bunday holatda cheksiz katta qovushoqlikka ega bo`lib qoladi, unda qattiq jismning ham, suyuqlikninng ham xossalari bo`ladi. Kolloid zarralar orasida yoki polimyerlarning makromolekulalari orasida molekulyar tutinish kuchlari ta`sir etishi tufayli ichki strukturalar hosil qilish natijasida o`z oquvchanligini batamom yo`qotgan sistema gel deb ataladi. Fazoviy gellarning ichi odatda erituvchi bilan to`lgan bo`ladi. Ivish prosessiga anionlarning ta’sir etish tartibi elektrolit konsentraskyasi oshirilishi bilan o’zgarmaydi, faqat ta’sir kuchayadi, xolos. Anionlarning yukorida keltirilgan liotrop katori yuqori molekulyar moddalar eritmalarining «tuzlanish» jarayoniga anionlarning liotrop qatorini eslatadi. Gelning to’rsimon tuzilishi 1-rasmda ko’rsatilgan. Kas va F. Gerngross jelatina gelini rentgen nurlari yordami bilan tekshirish natijasida makromolekulaning ayrim zanjirlari o’zaro birikib, tutam hosil qiladi degan fikrga keldilar. Molekulalarning ana shunday tutamlarida faqat zanjirning o’rta kismlari zaro birlashib, uning uch tomonlari bo’sh qoladi va bir zanjir boshqa zanjirga o’zining uch tomonlari bilan birlashadi (2-rasm, A). Zanjirlarning o’rta qismlari bir-biri bilan birlashib, uch kismlari tarmoqlangan holati rasmda ko’rsatilgan. Elastik gellarda zanjirlarning o’rta qismlari harakatsiz nuqtalar bo’lib, zanjirning uch tomonlari harakatchandir. Shuning uchun gel elastik va qattiq bo’ladi. Agar gel cho’zilsa, zanjirlar bir-biriga nisbatan parallel holatga keladi (2-rasm, B). Ma’lum bir modda zoli va gelining elektr o’tkazuvchanlagi bir xil o’bladi; 11 shuningdek, biror erigan modda gelda nam, zolda ham bir xil tezlik bilan diffuzyalanadi. Ba’zi 1-rasm. Gelning tuzilish sxemasi. gellarning tarkibida dispers faza juda oz (1 —2% cha) bo’ladi. Tarkibida suyuqlik ko’p bo’lgan ana shunday gellar liogellar deb ataladi. Gel hosil bo`lganida sistemadagi dispers faza va dispersion muhit miqdorlari orasidagi nisbat o`zgarmay qoladi. «Gel» termini kolloid sistemalarda ishlatiladi. «Iviq» esa polimer eritmalarining ichki strukturalar hosil bo`lishi natijasida o`z oquvchanligini yo`qotgan mahsulotdir. 12 2-rasm. Jelatina gelining tuzilishi. Kolloid sistemalarda gelga aylanish jarayonlariga: 1. Koloid zarracha yoki polimer mikromolekulasining shakli va katta- kichikligi; 2. Dispers faza va dispersion muhit miqdori orasidagi nisbat (ya’ni dispers fazaning kontsentratsiyasi); 3. Harorat; 4. Vaqt; 5. Elektrolit qo`shilishi katta ta`sir ko`rsatadi. Gel, garchi oquvchan bo`lmasligi bilan zoldan farq qilsada, gel bilan zol o`rtasida katta farq yo`q desa bo`ladi. Zol gelga aylanganda sistema qotadi, lekin uning ko`pchilik fizik xossalari kam o`zgaradi. Gellar hosil bo`lishida vaqtning ahamiyati ham katta. Gelga aylanish jarayonlari hatto yetarli kontsentratsiyaga ega bo`lgan sistemalarda ham bir onda sodir bo`lmaydi. Ba`zan gel tayyor bo`lganidan keyin ham sistemada 13 strukturalar hosil bo`lishi davom etaveradi. Buning natijasida gel mustahkamligi va elastikligi ortib boradi. Gelga aylanish jarayonlariga elektrolitlar katta ta`sir ko`rsatadi. Ba`zi elektrolitlar zolning gelga aylanishini tamomila yo`q qilib qo`yadi. Tekshirishlar shuni ko`satadiki, gelga aylanish jarayonlariga kationlarning ham ta`sir etishini ko`rsatadi. Quruq holatda olingan yuqori polimer moddalar ham gellar qatoriga kiradi va tarkibida suyuqlik juda oz bo`ladi. Bular qatoriga duradgorlik yelimi, kraxmal, kauchuk va boshqalar kiradi. Tarkibida suyuqlik oz bo`ladigan ana shunday quruq gellar kserogellar deb ataladi. Bo`kkanda o`z hajmini oshiradigan kserogellar elastik gellar deb, bo`kmaydigan gellar esa mo`rt gellar deb ataladi. Mo`rt gellar suyuqlik bug’larini yuta oladi; buning natijasida gel adsorbtsion solvat qavat bilan qoplanadi va unda kapillyar kondensatsiya sodir bo`ladi. Elastik gellarning o`ziga xos xarakterli xususiyati shundaki, ular dispertsion muhitda suyuqlikni shimib, o`z hajmini oshirib yuboradi. Elastik gellarning o`zi ham ikki gruppachaga: ma’lum chegaragacha bo`kadigan gellar gruppachasi bilan cheksiz bo`kadigan gellar gruppachasiga bo`linadi. Mo`rt gellarning o`ziga xos xususiyati shundaki, ularning hajmi juda oz o`zgaradi; masalan, silikat kislota geli quriganda uning hajmi uncha o`zgarmaydi. Bu vaqtda silikat kislota gelidan suv chiqig’b kyetadi, lyekin gelning asosiy skyelyeti o`zgarmay qoladi; shuning uchun bu vaqtda gel g’ovak bo`lib qoladi. Agar qurigan holatda gelga suv qo`shilsa, suv gelga shimilib, uning g’ovak joylarini to`ldiradi; lekin bu vaqtda gelning hajmi uncha kattalashmaydi. Strukturalar hosil qilgan sistemaning (gelning) strukturalar hosil qilmagan sitemaga (zolga) izotermik aylanishi tiksotropiyasi deb ataladi. Tiksotropiyani sxema tarzida quyidagicha ko`rsatish mumkin: 14 Zol Gel Gelning zolga aylanish jarayoni silkitish, chayqatish, aralashtirish, ultratovush ta`siri natijasida sodir bo`ladi. Gel silkitilganda ichidagi struktura buziladi: zolp hosil bo`ladi. Agar buzilgan struktura o`zgarmas tyempyeraturada yana asliga kyeltirilsa, gel hosil bo`ladi. Tiksotrop gellar bir qancha vaqt turgandan kyeyin hajmini kichraytirib, dispyertsion muhitni siqib chiqara boshlaydi. Bu vaqtda dispers faza dispersion muhitdan ajraladi. Gelning o`z-o`zicha ikki qavatga ajralish jarayoni sinyeryezis deyiladi. Shuni ham aytish kerakki, gel sinyeryezis natijasida faqat o`z hajmini kichraytirib, qaysi idishda turgan bo`lsa, o`sha idish shaklini oladi. Agar dispers fazasining zarrachalari asimmetrik tuzilgan gellar o`zgarmas temperaturada saqlansa, ularning qovushoqligi o`z-o`zidan ortadi. Zollarning vaqt o`tishi bilan o`z-o`zicha o`zgarishi zolning «eskirishi» deb ataladi. Eskirish jarayoni faqat zollardagina emas, gellarda ham yuz byeradi. Gel eskirganda uning tiksotropik xossasi yo`qola boshlaydi. Zolning eskirishida unga tashqaridan hyech qanday modda qo`shilmaydi. Zol eskirish jarayonida jelatilanib, gelga aylanadi: ko`pchilik gellar sineryezis hodisasi natijasida o`z hajmini kichraytirib, kserogellarga aylanadi. Shuning uchun zollarning eskirish jarayoni quyidagicha sxema bilan ko`rsatiladi: Zol jelatinalanish Gel sinerezis Kserogel Hozirgi paytda zol-gel usulida SiO 2 tolalar olinib, ularning sirt morfologiyasi hamda bundan tashqari shu usulda sintyez qilingan (Sr,Rb)TiO 3 kukunlarining xarakteristikalari va elektrik xossalari o`rganilmoqda. Bunday titanat yarim o`tkazgich kyeramikasidagi o`tkazuvchanlikning musbat temperaturaviy koeffitsiyenti birinchi bo`lib 1955 yil topilgan edi. Keramik o`tkazuvchanlik transformatsiya fazasini tetrogonaldan kubik fazaga keskin siqadi (o`tkazadi). Shundan keyin o`ziga xos elektrik xossalarini yuqori darajada 15 yaxshilash uchun faol tadqiqotlar olib borildi va ulardan qizdiruvchi, qayta ulagich elyemyenti hamda rangli televizorlarning avtomatik magnitsizlantirgichi sifatida qo`llanilishi rivoj topdi. Zol-gel usuli mikro- va nanokompozitsion materiallar olishda effektiv usul bo’lib hisoblanadi. Zol-gel texnologiyasi bilan olingan mahsulotlarga yangi foydali xususiyat berish uchun dastlabki zolga qo’shimcha sifatida uglerodli nanotrubka (UNT) yoki detanasion nanoalmaz (DNA) kiritiladi. Ammo zol-gel sistemaga UNT va DNA kiritishda ixtiyoriy boshqa nanozarralar xodisasi singari bir qator, ya’ni agregatlar bilan bog’liq bo’lgan va zol agregati barqaror bo’lmasligi muammolari paydo bo’ladi . Bu muammolaroni hal etmasdan turib bunday zollardan foydalanib, yarimo’tkazgichlar planar texnologiyasi talablariga javob beradigan bir jinsli qoplamalar olish mumkin emas. Strukturalar hosil qilish protsessi dispers sistemasining hamma hajmiga tarqalsa, sistema alohida bir holatga o’tadi. Sistema bunday holatda cheksiz katta qovushoqlikka ega bo’lib qoladi, unda qattiq jismning ham, suyuqlikninng ham xossalari bo’ladi. Kolloid zarralar orasida yoki polimerlarning makromolekulalari orasida molekulyar tutinish kuchlari taosir etishi tufayli ichki strukturalar hosil qilish natijasida o’z oquvchanligini batamom yo’qotgan sistema gel deb ataladi. Fazoviy gellarning ichida odatda erituvchi bilan to’lgan bo’ladi. Gel hosil bo’lganida sistemadagi dispers faza va dispersion muhit miqdorlari orasidagi nisbat o’zgarmay qoladi. «Gel» termini kolloid sistemalarda ishlatiladi. «Iviq» esa polimer eritmalarining ichki strukturalar hosil bo’lishi natijasida o’z oquvchanligini yo’qotgan mahsulotdir. K o ll o id sistem a l a rd a gelg a a yl a nish pr o tsessl a rig a : 1) koloid zarracha yoki polimer mikromolekulasining shakli va katta- kichikligi; 2) dispers faza va dispersion muhit miqdori orasidagi nisbat ( ya’ni dispers fazaning kontsentratsiyasi); 16 3) temper a tur a ; 4) v a qt; 5) elektrolit qo’shilishi katta ta’sir ko’rsatadi. Gellar hosil bo’lishida vaqtning ro’li ham katta. Gelga aylanish protseslari hatto etarli darajada kontsentratsiyaga ega bo’lgan sistemalarda ham bir onda sodir bo’lmaydi. Strukturalarning hosil bo’lishi ba’zi sistemalarda bir necha hafta va oylar davom etishi mumkin.Ba’zan gel tayyor bo’lgandan keyin ham sistemada strukturalar hosil bo’lishi dabom etaveradi. Buning natijasida gel mustahkamligi va elastikligi oshib boradi. Gelga aylanish protseslariga elektrolitlarkatta ta’sir ko’rsatadi. Gel, garchi oquvchan bo’lmasligi bilan zoldan farq qilsada, gel bilan zol o’rtasida katta farq yo’q desa bo’ladi. Zol gelga aylanganda sistema qotadi, lekin uning fizik xossalari kam o’zgaradi. Masalan, ma’lum bir modda zoli va gelining elektr o’tkazuvchanligi bir xil bo’ladi; shuningdek biror erigan modda gelda ham, zolda ham bir xil tezlik bilan diffuziyalanadi. Quruq holatda olingan polimer moddalar ham gellar qatoriga kiradi va tarkibida suyuqliq juda oz bo’ladi, bular qatoriga duradgorlik elimi, kraxmal, kauchuk va boshqalar kiradi. Tarkibida suyuqlik oz bo’ladigan ana shunday quruq gellar kserogellar deb ataladi. Un, qurigan elim, chaqmoqtosh va boshqa moddalar kserogellar qatoriga kiradi. Quruq jelatina suvga solinsa, jelatina bo’kib, sekin-asta gelga va so’ngra zolga aylanadi. Bo’kkanda o’z hajmini oshiradigan kserogellar elastik gellar deb, bo’kmaydigan gellar esa mo’rt gellar deb ataladi. 17 1.2. Kvars shishalarini zol-gel usulida hosil qilish jarayonlarini nazariy tahlil qilish Hozirgi vaqtda kvars oynalarini zol-gel usulida sintez qilish jarayonida sodir bo'ladigan jarayonlarni o'rganish uchun katta nazariy va amaliy materiallar to'plangan. Boshlang'ich komponentlar sifatida turli xil tarkibdagi kremniy alkoksidlari qo'llaniladi, ular Si ¿4 umumiy formulasi bilan ifodalanadi, bu erda R-alkil guruhidir: C H 4 , C2H 5, C3H 7 . Bir hil eritma olish uchun alkoksidlar spirt (yoki boshqa erituvchi) va suv (gidrolizga olib keladigan) aralashmasida yaxshi eriydi. Gel kvarts oynasini tayyorlash quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi: uch komponentli TEOS - H 2 - HCL tizimida tetraetilortosilikatning (TEOS) gidrolizi, 30 ... 40 minut davomida qayiqli aralashtirgich bilan floroplastik reaktorda zol olish uchun. sol (komponentlarning molyar nisbati 1:15:0 .01); eritmaga o'ziga xos sirt maydoni 175 m/g bo'lgan nozik dispersli kremniy (aerosil) qo'shish va uning mexanik dispersiyasi (ultratovush faollashuvi); Legirlovchi tuzini kiritish va uni 30 daqiqa davomida yaxshilab aralashtirish; 60 minut davomida 3000 ayl/m tezlikda sentrifugalash tezligida qattiq zarralar va aralashmalarni markazdan qochirmasdan ajratish; zol-kolloid tizimni pH = 5,5- 6,5 birlikgacha neytrallash, 10 daqiqa davomida mexanik aralashtirish bilan ammiak eritmasini kiritish orqali; suyuq aralashmani gidrofobik materialdan kvadrat yoki yumaloq idishlarga quyish; germetik yopiq idishlarda gel hosil qilish; idishlarni ochish va gellarni distillangan suv bilan quyish; suvda namlashning taxminiy vaqti; yuvilgan gellarni gelning geometrik o'lchamlariga qarab 2-5 kun davomida taxminan 60 °C haroratda maxsus idishdagi isitish kabinasida quritish; kserogellarni 1150...1250°C haroratda 1,5...2 soat ushlab turganda dastur bo‘yicha mufel pechida havoda sinterlash. 18 1.3 Zol-gel usuli yordamida olingan kvars shishalar G’ovakli shishalar struktturasi ularning sintez qilinishiga juda bog’liq bo’ladi. Ularning strukturasiga temperaturada ishlov berish vaqtining qisqa yoki uzoq vaqt davom etishi va kislota aralashmasining miqdori va temperaturasi ishqorli vaqti va ishlov berilayotgan shisha massasi orasidagi bog’lanish va kislota aralashmasining hajmiga bog’liq bo’ladi. Shulardan ishqorlanish sharti shisha strukturasini o’zgartirishda muhim bosqich hisoblanadi. Ishqorlanish vaqtining oshishi por qatlamining o’lchami kamayishiga olib keladi. Olingan natijalar quyidagicha tushuntiriladi: por shisha aralashmaning ishqorolanishi bir vaqtda davom etadigan jarayon hisoblanadi. Ulardan biri SiO 2 ning kirishi bo’lib porlardan shisha hosil bulishigacha davom etadigan jarayon. Bu jarayon porning hajmini va radiusini kamayishiga olib keladi va uning sirtqi qatlami oshadi. Ayrim ishda yozilgan yana bir jarayonlardan biri gidrotermal jarayon hisoblanadi. Bunda SiO 2 donachalari por shishalarda asosiy elementni tashkil qilib, por o’lchamining oshishiga olib keladi va ularning sirtini kamaytiradi. Ko’rsatilgan bu 2 jarayon porli shishalarda por o’lchami va sirtning o’sish va kamayishining tajribadagi tasdiq’i hisoblanadi. Por olchamlariga qarab, hosil bo’lgan shishaning strukturasi o’zgaradi. Shu bilan birga bunday shishalarda organik moddalarning kutilishining oldini olishning birdan bir yo’li yuqori temperaturada ishlov berishdir. Ishlov berilgan shishalarda organik modda qoldiqlari yo’qoladi. Bu aytilgan fikrlarning isboti sifatida ushbu shishalarni EPR va infraqizil spektrlarini kuzatganimizda ishonch hosil qilamiz. Bu shishaning 99% ni SiO 2 tashkil qiladi. Qolgan 1% qismiga natriy, kaliy, alyuminiy, temir, marganes va boshqa elementlar kirishi mumkin. Bu boshqa elementlarning qutulish maqsadida shishalarni vakuumda quritish maqsadga muvofiqdir. Bunday usulda olingan shishalarning optik xarakteristikasi yuqori temperaturada olingan kvars shishalarning optik xarakteristikasidan 19 qolishmaydi. Lekin, bunday shisha olish texnologiyasi yaqindan boshlab rivojlanayotganligi uchun ma’lum kamchiliklarga ham egadir. Bunday shisha olish ancha uzoq vaqtni talab qiladi va tarkibiga har xil qo’shimchalar tushishi mumkin. Bu shishalarning eng muhim tomonlaridan biri esa unga har xil indikatorlarni ya’ni qo’shimchalarni hech qanday qiyinchiliklarsiz yuttirishimiz mumkin. Bunday materiallarni etalon namuna sifatida ishlatishga juda qulaydir. Shuning uchun ham bunday materiallarni olishda uning texnologiyasini o’rganish va mukammallashtirish juda katta ahamiyatga ega. Buning uchun shu materialning strukturasini mukammal o’rganishimiz kerak. Bu sohada keyingi vaqtlarda ma’lum ishlar qilingan. Ko’pgina ishlarida zol-gel usuli bilan olingan kvars shishalarda radiatsion markazlarning tabiati va temir ionining holati o’rganilgan. Bu ishlarning natijalari shisha olish texnologiyasini keng qo’llash mumkinligini va amalda foydalanish mumkinligini ko’rsatadi. Kvarts shisha haqida qisqacha ma’lumot SiO 2 – kremni yning oliy oksid i . M = 60.09 A Si = 28.09 2A O = 32.00 Tabiatda kremnezem turg’un α -kvarts (qum, tog’ xrustali monokristallari) ko’rinishida uchraydi. Uning tarkibi 90-95%ni kichik kristalli SiO 2 tashkil etadi. SHishaning tabiat paydo bo’lishi yashinning qumga urilishidan paydo bo’lgan. U optika va texnikaning turli sohalarida ishlatiladi. Fazoviy diagrammasi bir necha fazoviy o’tishlar bilan xarakterlanadi va metastabil holatlardan iborat. U 1-rasmda ko’rsatilgan. . β - kristobalit erish temperaturasi T g 2000 K (1727 ˚S). T g erish temperaturasi β -kvartsniki esa ~ 1470 ˚C. Ы uyida ularning zichligi va sindirish k o’ rsatkichi ta qq oslangan. Tarkibida kirishmalar (ishqoriy metall oksidlari va boshqalar) ishtiroki bilan kvarts va kristobalit oralig’ida uning modifikatsiyasi ( α - yoki β -) tridimit hosil bo’ladi. 20 Xususiyati α- kvarts β-kristobalit d, g/sm 3 2.656 2.330 n D 1.545 1.483 Juda yuqori bosimda kremnezem kristallining boshqa modifikatsiyalari mavjud bo’ladi va kremniy atomi ma’lum bo’lgan xosligiga ega bo’lmaydi hamda koordinatsion soni 6 ga teng (kaoesit bosim 3 GPa ga teng bo’lganda Djeneral Elektrik kompaniyani xodimi L. Koesom 1953 yilda va stishovit – bosim 8 GPa ga yaqin bo’lganda M.V.Lomonosov nomidagi M D U dan S.M.Stishov va yuqori bosim fizikasi instituti RFA dan S.V.Popov a 1961 yilda ochgan). Fazoviy o’tishlar kvarts modifikatsiyalapri o’rtasidla yoki kristobolit modifikatsiyalari o’rtasida II fazoviy o’tish bo’ladi. Kvary bilan kristobalit o’rtasidagi o’tish I fazovqy o’tish bo’ladi. CHyautsnki ular o’rtasida strukturaning bir 21 3-rasm. Kremnezemning fazoviy o’zaro bog’lanishini illyustr atsiyali sxemasi. elementar yacheykadan boshqasiga asta sekin o’tish mumkin emas. Hozirgi kunda past temperaturali modifikatsiyasi α bilan yuqori temperaturalisi esa β bilan belgilash kelishilgan. Kvarts va kristobalit ning elementar yacheykasi tuzilishi . β -kristobalit elementar yacheyka si – kub shaklida bo’lib, olmos panjarasidan yasalgan. Kvaryning ikki modifikatsiyasi bo’lib, ular trigonal va geksagonaldir. Barcha bu strukturalar elementar yacheykasi turi bilan farq qiladi va tugunlarda joylashgan struktura birligi amalda ьir xil. Bu panjaraning tugunlarida tetraedrik gurux SiO 4/2 joylashgan (4-rasm). Kremnezemda struktura birligi va kimyoviy bog’lanish xarakteri Har SiO 4/2 gruppaning ichida kremniy atomi va yuqorisida kislorod atomlari joylashgan. Har biriga ikkita tetraedr tegishli bo’lib – bunga va qo’shnisiga. SHuning uchun O 4/2 formula hosil bo’ladi. SHuning uchun har bir tetraedr Suyuqlik~ 1470 Suyuqlik 22 ichidagi burchak va oralig’i: Si—O 1,60 ÷ 1,63 Ả (srednee 1,62Ả) va ∠ O—Si —O = 109˚. Bu burchaklar kremniy atomi hosil qiladigan sp 3 – gibrid bog’lanishga aniq mos keladi. Radiuslar R O = 1,32Ả, R Si = 0,3Ả. Past temperaturali kvartsda ∠ Si—O—Si ~144˚, a yuqori temperaturada ~ 155˚, kristobalitda burchak katta bo’lib, 180˚ ga yaqinlashadi. Ion bog’lanish darajasi Si—O 60% ga teng. Atomning effektiv zaryadi Si uchun +4 butun sonli qiymati va kislorod uchun -2 qiymatidan jiddiy ravishda farq qiladi. Kremniy va kislorod uchun effektiv zaryadi mos ravishda +0.6 va -0.3 elektron birlik zaryadi absolyut qiymatiga teng bo’ladi. (E d ) birlik mol Si—O bog’lanishda energiya uzilishi ≈ 460 kJ/mol ni tashkil etadi. SiO 2 molekulada ular to’rtta. Kristobolitning erish temperaturasi 8 kJ/mol ga yaqin. SHuning uchun erish jarayoni bu bog’lanishlarning uzilishi bilan bog’liq emas, balki tetraedrlarning o’zaro orientatsiyasining o’zgarish xarakteri bilan bog’liq. 23 4-rasm. β -kristobalit elementar yacheyka si. 5-rasm. SiO 2 struktura ion modelida zaryad taqsimlanishi – chapda, va haqiqatda (pozitronlar annigilyatsiyasini o’rganish ma’lumotlariga ko’ra) – o’ngda. Kvarts shishalar. Xozirgi zamonda shishasimon materiallarni olishning perspektiv metodlaridan biri Zol-Gel jarayonidir. Bu jarayonni tekshirish bo’yicha katta hajmda ish bajarilgan bo’lib, ammo hosil qilingan materiallarni shisha va monolit kserogellarning xususiyatlarini tekshirish bo’yicha sistematik tadqiqodlar o’tkazilmagan. Bunday noan’anaviy metodlar bilan olingan shishalarni EPR spektroskopiya asosida o’rganish birqancha aspektlariga ega. 1. Turli metodlar bilan olingan shishalarning mikrostrukturasini o’rganishda ularning EPR spektorlarini taqqoslash yo’li bilan solishtirish. 24 2. Shisha olishda otjit protsessida Gel strukturasining o’zgarishini hamda hosil bo’ladigan radiatsion markazlar tabiatni analiz qilish. 3. Noanoanaviy metodlar bilan olingan va ularda PM Funktsional rolp o’ynaydigan shishalarda PM ionlar taosirini o’rganish.Bu hollarda shishaning xossalarining PM ning oksidlangan va qayta tiklangan shakllarini PM ning shisha bo’yicha taqsimlanishining nisbatiga bog’liqdir. Xususiy aralashmali noregulyarniklar bo’yicha EPR spektroskopiya maolumotlar texnologik aralashmalar va shishani tayerlash sharoitining shishat xususiyatlariga taosiri haqida maolumot olish imkoniyatini beradi.Shuning uchun noanoanaviy Zolp-Gelp texnologiyasi bilan olingan kvarts shishalari tekshirildi. Olingan natijalar esa shisha olish texnologiyasini va shisha sifatini yaxshilashga xizmat qiladi. II. TAJRIBA METODIKASI. 2.2. Zol-gel texnologiya asosida tola olish. Gidroliz reaktsiyasi kislotali (HCL, HNO 3 , CH 3COOH ) yoki asosiy ( NH 3 OH ) kataliz bilan davom etishi mumkin, natijada turli xil mahsulotlar paydo bo'ladi. Katalizator nafaqat gidroliz tezligiga [3], balki polikondensatsiya mahsulotining tuzilishiga ham ta'sir qiladi: kislotali muhitda chiziqli polimerlar, asosli muhitda tarmoqlangan klasterlar hosil bo'ladi [4]. Kvars oynasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan eng oddiy tizim TEOS-suv-etanol uch komponentli tizim bo'lib, u aralashmaslik mintaqasi bilan tavsiflanadi. Bu bir hil eritmani olish uchun komponentlar konsentratsiyasini tanlashni aniqlaydi. Metall alkoksidlar quyidagi tenglama bo'yicha gidrolizlanadi: М ( О R) n + n Н 2 0 → М (OH)n+nROH, (1) Yoki TEOS uchun 25 Si (ОС 2 Н 5 ) 4 + 4Н 2 0 → Si (ОН) 4 + 4 C2 H 5 OH . (2) Kislota ( HCL ) katalizi ostida TEOS uchun gidroliz (2) elektrofil almashtirish mexanizmiga muvofiq davom etadi [5]: H H + RO OR H OR H ← OR H − O + H + …OR O + Si → O Si → O − Si (3) H RO OR H RO OR H RO OR 1.1-rasm. TEOS-etanol-suv tizimining eruvchanlik diagrammasi. Zol-gel usuli bilan shisha olishda tarkibiy qismlarni molekulyar darajada bir-biriga taqsimlashda barcha reagentlar, oraliq mahsulotlar va reaktsiya mahsulotlarining o'zaro eruvchanligi hisoblanadi. Bunda tetraetilortosilikatning suvda erimasligi va uning TEOS - etanol - suv uchlik tizimida cheklangan eruvchanligini yodda tutish kerak (1.1-rasm). Shuning uchun gidroliz va polikondensatsiya jarayonlarining muvaffaqiyatli davom etishi uchun tizimga TEOS va suvning o'zaro eruvchanligini ta'minlaydigan ma'lum miqdorda etanolni kiritish kerak. Monolitik kserogel va shishalarni tayyorlashda optimal [TEOS] / [C 2 H 5 OH] nisbatlari 1:1 va 1:2 ekanligi aniqlangan. Ammo shuni ta'kidlash 26 kerakki, etil spirtining ko'p miqdorda qo'shilishi gellarni quritish paytida nojo’ya ta'sirga olib keladi, ya'ni g’ovakli tuzilishdan alkogol bug'ining tez chiqishi tufayli yorilish ehtimolini oshiradi va umumiy konsentratsiyani kamaytiradi. gel tanasida qattiq zarrachalar, bu gel-shisha o'tish bosqichida gellarning ko’p miqdorda qisqarishi va yorilishiga olib keladi. Zol-gel o'tish mexanizmi, bu jarayonda sodir bo'ladigan jarayonlar va tarkibiy o'zgarishlar masalasi eng murakkab va kam o'rganilgan masalalardan biridir. Bu o'tish bir fazali suyuqlik ikki fazali kserogelga aylanishi mumkin bo'lgan qattiq va suyuq fazalardan tashkil topgan ikki fazali gelga aylanganda tugaydi. O'tish qaytmas va hajmni o'zgartirmasdan davom etadi, u yopishqoqlikning oshishi bilan namoyon bo'ladi. Eritmadagi polimerlarning o'sishi jarayonida kondensatsiya reaktsiyasi natijasida ular butun eritma bitta klasterga aylantirilgunga qadar tobora kattaroq o'lchamdagi klasterlarga birlashadilar, deb qaraladi. Polimerlar eritmada o'sganda, kondensatsiya reaktsiyasi natijasida butun eritma bitta klasterga aylanmaguncha ular tobora kattaroq o'lchamdagi klasterlarga birlashadilar, deb qaraladi. Polimerlanish jarayonlarini boshqarish kislotali katalizda kondensatsiya reaksiyasi ancha kech bosqichda boshlanishi, gidroliz va kondensatsiya reaksiyalarining kinetikasining murakkabligi bilan murakkab xarakter hosil qiladi. Qolipga quyish va gel hosil bo’lish jarayoni. Kislotali muhitni neytrallashtirish va gel hosil jarayonini tezlashtirish uchun aralashmaga pH 4-6 gacha bo'lgan suvli ammiak eritmasi tomchilab qo'shiladi. Yakuniy pH qiymatiga qarab gel hosil bo’lish vaqti o'rnatiladi. Gellanish vaqti quyidagi asosiy omillarga bog'liq: [H2 O] / [T ЭОС ], nisbati, zol- kolloid tizimning ph. Aniqlanishicha, [H 2 O] / [TEOS] tizimi gellanish vaqti logarifmining kolloid eritmaning pH ga chiziqli bog'liqligi bilan tavsiflanadi. Bundan tashqari, turli xil molyar nisbatlar uchun [H 2 O] / [TEOS], bu bog'liqlik TEOS gidroliz jarayoni tugallangan holda kuzatiladi. Gidroliz jarayoni 27 ekzotermik reaksiya bo lib, reaksiya aralashmasi haroratining o z-o zidanʻ ʻ ʻ 50...60°C gacha ko tarilishi bilan sodir bo ladi va uning tugashini haroratning ʻ ʻ 20...30°C gacha pasayishi bilan aniqlash mumkin. Zol-gel usuli bilan shisha olishda tarkibiy qismlarni molekulyar darajada bir- biriga taqsimlashning asosiy sharti barcha reagentlar, oraliq mahsulotlar va reaktsiya mahsulotlarining o'zaro eruvchanligi hisoblanadi. Bunda tetraetilortosilikatning suvda erimasligi va uning TEOS - etanol - suv uchlik tizimida cheklangan eruvchanligini yodda tutish kerak (1.1-rasm). Shuning uchun gidroliz va polikondensatsiya jarayonlarining muvaffaqiyatli davom etishi uchun tizimga TEOS va suvning o'zaro eruvchanligini ta'minlaydigan ma'lum miqdorda etanolni kiritish kerak. Monolitik kserogel va stakanlarni tayyorlashda optimal [TEOS] / [C 2 H 5 OH] nisbatlari 1:1 va 1:2 ekanligi aniqlangan. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, etil spirtining ko'p miqdorda qo'shilishi gellarni quritish paytida istalmagan ta'sirga olib keladi, ya'ni g’ovakli tuzilishdan alkogol bug'ining tez chiqishi tufayli yorilish ehtimolini oshiradi va umumiy konsentratsiyani kamaytiradi. gel tanasida qattiq zarrachalar, bu gel-shisha o'tish bosqichida gellarning katta qisqarishi va yorilishiga olib keladi. “Zol-kolloid” sistemada optimal gellanish vaqti 3...4 soat ekanligi aniqlangan. Bu vaqt tizim o'zining yopishqoq-oquvchanlik xususiyatlarini yo'qotmaguncha aniqlandi. Tez gellanish jarayoni ( T gl ≤ 1 soat) paytida havo pufakchalari gel tuzilishida "muzlaydi", kelajakda gel shishasi yopiq teshiklarga aylanadi va optik nuqsonlarga olib keladi. Sekin gellanish jarayonida ( T gl 3...4 h) bilan bir hil struktura hosil bo'ladi, bu monolitik oynaga o'tishda gelning yorilishi ehtimolini kamaytiradi. Pishish va quritish . Zol-gel texnologiyasi bo'yicha mahsulot ishlab chiqarishda ularni shakllantirish jarayonida eritmani qoliplarga quyish orqali quritish muhim operatsiya hisoblanadi. Quritish jarayonida gellarning Zo’riqish va yorilishi paydo bo'ladi. Zo’riqishlar quritish tezligi va gel qalinligi bilan proporsionaldir. Suvning bug'lanishi jismning yuzasidan hosil bo’lishi sababli, 28 suv konsentratsiyasi gradienti va mos keladigan siqilish gradienti mavjud bo'lib, bu ham zo’riqishni keltirib chiqaradi. Bunday holda, suyuqlik transformatorlari diffuziya bilan chegaralanadi, garchi oqim bo'yicha g’ovakdagi suyuqlik transformatori haqida yana bir nuqtai nazar mavjud. Xona haroratida ham, qizdirilganda ham amalga oshirilishi mumkin bo'lgan gelni quritish undan suv, alkogol va organik qoldiqlarni olib tashlashga olib keladi, bu esa gelning massasi va hajmining pasayishi (qisqarishi) bilan . uning zichligi o'zgarishida. namoyon bo'ladi. Quruq gelni aniqlash qiyin, chunki quritgandan keyin gellar inertligini saqlamaydi. Shunday qilib, ular 150 ° C gacha qizdirilganda namlikning teskari so'rilishini va o'ziga xos sirtning maksimal taxminan 300 ° C gacha oshishini ko'rsatadilar. Suyuqlikning bug'lanishi g’ovaklarning paydo bo'lishiga olib keladi, ularda kapillyar kuchlanishlar paydo bo'ladi, ular g'ovak hajmining kamayishi va turli diametrli teshiklar mavjudligi bilan ortadi. Ushbu kuchlanishlar gelning yorilishiga olib keladi, bu uning strukturaviy tarmog'i mustahkamligi oshishi bilan kamayadi. Uning massa zichligi va g'ovak hajmini o'lchash natijasida hisoblangan "skelet" kserogel zichligi (ρs ) eritilgan silikat (shisha) dan sezilarli darajada past bo'ladi, bu gellanish paytida past o'zaro bog'liqlik zichligi bilan bog'liq. Gelning yuqori termal kengayish koeffitsienti ( α ) (kvars oynasi uchun 280 · 10 −7K−1 o'rniga 5 · 280 · 10 −7K−1 va past elastik moduli) gelda ko'prik hosil bo'lganidan keyin gel bo'lmagan silikon-kislorod bog’lamining yuqori konsentratsiyasidan dalolat beradi. Sinterlashgacha 500 ° C da issiqlik bilan ishlov berilgandan so'ng, α gel α kvarts oynasiga yaqinlashadi va ularning IQ spektrlari bir xil bo'ladi. Gellarni quritish jarayonida quyidagi bosqichlarni ajratish mumkin: 1) uchuvchi erituvchilar va gidroliz reaktsiyasi mahsulotlarini olib tashlash; 2) erkin suvni olib tashlash; 3) o'zaro bog'langan g’ovaklar tizimini shakllantirish. 29 Yuqoridagilarni hisobga olgan holda, namunalar teshilgan qopqoqli maxsus idishdagi isitish kabinasida quritilgan va g’ovaklar T = 30 ° C haroratda qopqoqning 1-5% ni tashkil etadi. Quritish jarayoni jel hajmiga qarab 2...5 kun davom etdi. G’ovakli kserogellarni sinterlashning harorat rejimini ishlab chiqish uchun seriy va toza kserogellarni o'z ichiga olgan kserogellar o'rganildi. Konsentratsiyalar oralig'ida seriy bilan qo'shilgan kserogellar namunalarining o'ziga xos sirt maydonini o'rganish bo'yicha ma'lumotlar 1-jadvalda keltirilgan (60 ° C da quritilgan namunalar). Kserogel tarkibidagi dopant kontsentratsiyasining oshishi bilan g’ovakli strukturaning o'ziga xos sirt maydoni ham sezilarli darajada oshadi. Bu suyuqlik fazasida gellarning pishishi va quritish paytida Ce ionlarining ta'siri bilan bog'liq. Sinterlash. G’ovak hajmining taqsimlanishi shuni ko'rsatadiki, quritilgan gel namunalaridagi g’ovaklar asosan 5 dan 25 nm oralig'ida o'tish davriga ega. Bundan tashqari, kserogellar tarkibidagi ionlar, Ce kontsentratsiyasining ortishi va ularning tarqalish egri chizig'ining torayishi bilan kattaroq g’ovaklar ulushining ortishi tomon siljish tendentsiyasi sezilarli darajada yuqori. 1% seriy oksidi bo'lgan silikat geli uchun TGA va DGA egri chiziqlari boshqa konsentratsiyali namunalarda olingan egri chiziqlar deyarli bir xil. TGA egri chizig'ida massa yo'qotish tezligida bir-biridan farq qiluvchi ikkita bo'lim ajralib turadi. Nisbatan katta massa yo'qotish bilan 20 dan 600 °C gacha bo'lgan birinchi qism erkin va kimyoviy bog'langan suvni olib tashlash, shuningdek, qoldiq organik birikmalarning yonishi bilan bog'liq. Ikkinchi bo'limda vazn yo'qotish gelning strukturaviy birliklarining polikondensatsiyasi 30 tufayli gidroksil guruhlarining chiqishi bilan bog'liq. Shunday qilib, namunalarning umumiy massa yo'qotishi dastlabki massaning taxminan 10% ni tashkil qiladi. DTA egri chizig'i ikkita (120 ° C va 290 ° C) va bitta kichik (450 ° C) cho’qqini beradi. 120 ° C (endotermik ta'sir) mintaqasida birinchi cho’qqi erkin suvni intensiv ravishda olib tashlashga to'g'ri keladi. 290 °C da cho'qqisi, ko'rinishidan, havo atmosferasidagi organik qoldiqlarning yonish jarayonining Rasm 1.2. Silikagel uchun DGA va TGA egri chiziqlari; tarkibida 1% seriy oksidi mavjud. boshlanishi bilan bog'liq (reaktiv bo'lmagan TEOS, etanol qoldiqlari va aerosil bilan kiritilgan organik moddalar). Yuqori haroratlarda organik moddalarning yonishi va bog'langan va adsorbsiyalangan suvni olib tashlash jarayonlari bir-birining ustma-ust tushadi va jarayon issiqlik yutilishi bilan davom etadi (bu 450 ° C va undan yuqori bo'limdagi egri chiziqning konveksligidan dalolat beradi). DGA kristallanish bosqichini ochib bermadi. Siqilish va kserogellarning ko'rinadigan zichligining haroratga o'zgarishining bog'liqlik egri chiziqlari (1.2-rasm) shuni ko'rsatadiki, 500 ° C gacha bo'lgan harorat oralig'ida ko'rinadigan zichlik sezilarli darajada kamayadi va bu oraliqda qisqarish 1 ... 3% ni tashkil qiladi ( bu teshiklardan suvning olib tashlanishi va organik ifloslantiruvchi moddalarning yonishi tufayli bu harorat oralig'ida namunalar massasining yo'qolishi bilan bog'liq). 800 ° C dan yuqori haroratlarda gellarning polikondensatsiyasi va zichligi paydo bo'ladi, bu ko'rinadigan zichlikning keskin oshishiga olib keladi va 1200 °C haroratda eritilgan kvarts shishasining zichligiga etadi va bu diapazonda qisqarish 21-23 % ni tashkil qiladi. Harorat bilan ko'rinadigan zichlik va chiziqli qisqarishning o'zgarishining eksperimental natijalari biz tomonidan olingan DTA va TGA asosidagi ma'lumotlarga yaxshi mos keladi. 31 Ushbu tadqiqotlar yaxshi namunalarning 95% FIKi bilan kserogellarni sinterlash rejimini ishlab chiqishga imkon berdi. 32 2.2. Gibrid usulida zol-kolloid sistema olish Aralashma olish uchun idish olinadi, ketma-ket 175 ml TEOS ga 20 ml NSl , 180 ml distillangan suv quyiladi. Bu jarayonda aralashish temperaturaga bog‘lik ravishda o‘zgarishi 3-rasmdagidek sodir bo‘ladi. Eritma temperatura pasayguncha aralashtiriladi va gidroliz jarayoni tugaganligidan dalolat beradi. 5 15 25 35 45 55 0 10 20 30 40 t, мин. T, C 6-rasm. TEOS/suv aralashsimada gidroliz va polikondensatsiyaning vaqt bo‘yicha (t, min) temperaturaga (t 0 C) bog‘liqligi. Aralashtirish jarayoni bir soat davomida olib boriladi. Bundan so‘ng ora- sira joylashgan begona narsalarsiz va orasida joylashgan qandaydir ko‘rinadigan zarralarsiz bir jinsli shaffof aralashma hosil bo‘ladi. Agar idishda bir jinslimaslik 33 7-rasm. TOES-etanol-suv sistemasining erish diagrammasi. kuzatilsa, bunday holda gidroliz jarayoni tugamagan yoki aralashmaga kiritiladigan moddalarning nisbatlariga e’tibor berilmagan bo‘lishi mumkin (7- rasmda TOES-etanol-suv sistemasining erish diagrammasi ko‘rsatilgan). Gidroldiz jarayoni tugashi bilan zolga zarrachalari o‘lchami 5-10 nm bo‘lgan aerosil (40 gr) qo‘shildi. Aerosil to‘ldirgich sifatida foysdalaniladi, ya’ni gelni quritish vaqtida uning kichiklashib qolishini kamaytiradi. Gidroliz jarayoni tugashi bilan 1-2 soat vaqt davomida ultratovush yordamida ishlov berish mumkin. Sentrifugalash. Zol-aerosildan tasodifiy aralashmalar va aerosil zarrachalarini ajratish uchun 40-45 minut davomida markazdan q ochirma kuch tasirida q orishmani mexanik ravishda ajratish jarayoni o‘tkazildi. Gel xosil bo‘lish (zolni qolipga qo‘yish). Gel hosil qilish (zolni qolipga (formaga) quyish). Qolip sifatida vazelin surtilgan Petri chapshkalari ishlatildi. Tozalangan dispersiyaga kerakli miqdorda ammiak eritmasi juda sekin mexanik aralashtirish bilan qo‘shildi. Aniqlandiki, ya’ni “zol-kolloid” sistemada gel hosil bo‘lishning optimal vaqti 15-30 minut bo‘ladi. Bu vaqt sistemaning yopishqoq-oquvchanlik eritma xususiyatini yo‘qotish payti bilan aniqlanadi. Gel hosil bo‘lish juda tez (15 minutdan kam) bo‘lgan holda gelning ichida havo bo‘shliqlari qoladi, hosil bo‘ladigan shishada yopiq g‘ovaklar paydo bo‘lali. Ular optik nuqsonlar bo‘lib hisoblanadi. Agar gel hosil bo‘lish sekin (30 minutdan ko‘proq) bo‘lsa yetarli darajada bir jinsli bo‘lmagan struktura (og‘irlik kuchi ta’sirida aerosilning katta zavrrachalarining cho‘kishi bilan), gelni quritish va seki nasta shishaga o‘tishda gelning ko‘p joyidan yorilib ketishiga olib keladi. Gelni quritish jarayoni. Gelni quritish texnologik zanjir eng uzun bosqich hisoblanadi. Kelajakda monolit gel kvars shishaga o‘tadi. Gelni quritish jarayonini quyidagi bosqichlarga bo‘lish mumkitn: 34 1) Ason uchadigan erituvchidan tozalash; 2) Suvdan tozalash; 3) TEOS ga xos bo‘lmagan qoldiqlardan; 4) Polikondensatsiya jarayonini tugatish. Yozilgan bosqichlar yarim maxsulot (zagatovka) o‘tirishi bilan boshqariladi va har xil tezlikda o‘tishi mumkin. Konteynerni zagotovka bilan quritish uchun quritish shkafiga joylashtiriladi va 7-10 sutka davomida ushlab turiladi. Quritish jarayonining tugashi uning masasining o‘zgarishi bilan aniqlanadi (massa o‘zgarmas bo‘lguncha). 1 2 3 4 5 6 7 5 6 7 8 9 10 r d d 8-rasm. Kserogel chiziqli o‘lchamining (r) quritishda o‘zgarishi (d – kunlar). 1 3 5 7020406080 dm 35 9-rasm. O‘tirish. Kserogel massasining (m) quritishda chiziqli o‘zgarishi (d – kunlar). Shishasimon holatgacha pishirish. Zagatovkani pishirish hajmiy shishalanish maqsadi va kvars shisha xususiyatiga mos bo‘lgan shaffof birjinsli material hosil qilish uchun o‘tkaziladi. Zol-gel texnologiya manba va energiyani tejavchi suyuq fazali kimyoviy usullardarni qo‘llash bilan shishasimon optik materiallar sintez qilishning yangi imkoniyatlarini ochib beradi. Optik kvarts oynasini sintez qilish uchun zol-gel jarayonining ishlab chiqilgan versiyasi shishasimon materiallarning kimyoviy tarkibi va tuzilishini o'zgartirish uchun keng imkoniyatlarga ega, shuningdek, ko'zoynak va kompozitlarga aktivatorlarni kiritish texnikasiga ega. Zol-gelning shishasimon qattiq moddaga o'tmasligi paytida silikalarni fizik-kimyoviy va strukturaviy tadqiq qilish va shu asosda sintezning texnologik sxemalarini taklif qilish sol-gel jarayonining ma'lum variantlarida mavjud bo'lgan muammolarni hal qilishga katta hissa qo'shdi. , ya'ni: pishib etish va issiqlik bilan ishlov berish jarayonida turli tuzilmalar jelining yorilishini istisno qilish, shishaning ko'piklanishi va kristallanishining ta'sirini bartaraf etish, turli shakldagi katta o'lchamdagi ish qismlarini, shu jumladan optik qismlar, rodlar, quvurlarning ish qismlarini ishlab chiqarish. SiO 2 tolasi namunalarining rentgen nuri difraktsiyasi natijalari CuK  rentgen nuri manbaidan xona xaroratida olindi. Avtoelektron emissiya skanerlovchi mikroskop yordamida sirt va ko’ndalang kesim tasviri olindi. Sirt topografiyasini va SiO 2 tolalar dag’alligini nazorat qilish uchun AFM dan foydalanildi. 36 60 6 60 min davomida bb 1000,1100,1200,1300 0 C 60 minut havoda. 1 – rasm. T ajriba jarayoning blok sxemasi.TEOS+1/2EtOH Sterring (Faollashtirish ) 80 0 C da purkashH 2 O+HCl+ 1/2EtOH Eritmaga aylantirish Tola olish Termik ishlov Vitro testga 37 2.3. Zol-gel texnologiya asosida shisha olish. Yuqori kremniyli shisha olishda zolni sintez qilish uchun boshlang’ich materialar sifatida natriy va kaliy silikatlari eritmasi, H 2 O, HCl, Al 2 (NO 3 ), FeCl, Ca(NO 3 ) 2 . 7 sutka davomida gelga o’tkazildi. Shundan so’ng namunalar formaga keltirilib yuvildi va 60 0 C haroratda quritildi. 1150 0 C haroratda kuydirish jarayonida gel jipislashtirildi. Yuvish vaqtiga nisbatan quyidagi tarkibdagi yuqori kremniyli materiallar olindi: 1-tarkib: Na 2 O 0,01 K 2 O 0,01 Li 2 O 0,1 Al 2 O 3 0,1 Fe 2 O 3 0,005 mol SiO 2 99,775 Yuvish vaqti 12 sutka. 2-tarkib: Na 2 O 0,06 K 2 O 0,5 Li 2 O 0,3 Al 2 O 3 0,3 Fe 2 O 3 0,01 mol SiO 2 98,29 Yuvish vaqti 10 sutka. 3-tarkib: Na 2 O 1 K 2 O 1 Li 2 O 0,5 38 Al 2 O 3 0,5 Fe 2 O 3 0,05 mol SiO 2 96,95 Yuvish vaqti 4 sutka. 39 2.3. Nurlanish spektrlarini o’lchash. Nurlanish spektrini o’lchash ayniqsa optik materiallarning elektron hisoblash texnikasida keng qo’llahila boshlanishi bu talabni yanada kuchaytirdi. Bu masalalarni xal qilishda xozirgi zamon asboblarisiz xal qilib bo’lmaydi. Bunday asboblardan bir qanchalari mavjud, ya’ni EPR, YaMR va YaGRlar hisoblanadi. Hozirgi vaqtda EPR ilmiy ishlab chiqarishning ko’p soxalarida keng qo’llanilmoqda va undan olingan natijalar etarli darajada bo’lib, o’sha fanlarning rivojlanishiga ma’lum xissa qo’shmoqda. 1845 yilda Zavatskiy tomonidan paramagnit xodisasi ochildi. Bu xodisa shundan iborat ediki, doimiy magnit maydonida joylashtirilgan kristallar paramagnit natijasida ularga qo’yilgan yuqori chastotali magnit maydon energiyasini yutish xisobiga sodir bo’lar ekan. Yutilish quyidagi nisbat bajarilganda sodir bo’ladi. f = g e 4 πm B m-elektron massasi, e-elektron zaryadi. Yutilish, chastotaning juda yuqori tirqishidakuzatiladi. Bu holda tashqi doimiy magnit momenti bilan ichki elrktronning xususiy magnit momenti tenglashib mos tushib rezonans xodisasi yuz beradi. Elektr zaryadidan tashqari, electron magnit momentiga ham ega. Atomlar, yadro va electron bulutidan tashkil topganligi uchun ham atomlar, magnit xususiyatlariga ega bo’lishini ko’rish mumkin. Chunki har bir electron o’zining 40 magnit momentiga ega bo’lmasdan, balki elektronlar yadro atrofida orbita bo’yicha xarakatlanib, aylanma toklarni hosil qiladi. Umumiy holda erkin elektronlarni ularning spin va orbital momentlaridan tarkib topgan magnit momentiga ega. Eslatib o’tishimiz kerakki, ko’p hollarda electron qobiq tarkibiga kiradi va uning natijaviy spin orbital momenti 0 ga teng bo’ladi. Shunday ionlar mavjudki, ularda bitta ion yoki ikkita to’ldirilmagan qobiq bor. Bunday ionlarda ega bo’lgan moddalar musbat magnit singdiruvchanlik ega bo’ladi, ya’ni ular paramagnitlik xususiyatga egadir. Ba’zi metallarham paramagnitdir. Umuman olganda metallar ion panjara bilan xarakterlanib, uning ichida electron nisbatan erkin xarakat qiladi. Ko’pchilik elektronlarning orbital xarakati shundan iboratki orbital va spin momentlari kompentsasiyalanadi, faqat juda oz miqdordagi elektron paramagnitizmni ifodalaydi. Shuning uchunmetallarning paramagnit xususiyatlari kuchsiz hamoyon bo’ladi. Metallarda paramagnit xodisasini kuzatish uchun uni doimiy magnit maydoniga kiritish shart. Shunday qilib, electron paramagnit yordamida jismlar ichki tuzilishinianiqlash keng qo’llaniladi, masalan: shishalarda radiatsiya ta’sirida bo’ladigan struktura o’zgarishlariqo’shimcha aralashmalar natijasida bo’ladigan o’zgarishlar tekshiriladigan materiallarning optik xususiyatlarini o’zgartirishga olib kelganligi uchun o’sha aralashmalar tuzilishini o’rganish muhim ahamiyatga ega. Bunday kam kontsentratsiyadagi aralashmalarni yuqori sezgirlikka ega bo’lgan asboblarda, ya’ni electron paramagnit asbob yordamida kuzatish mumkin. Bu metod materiallar olinishida uning texnologiyasini kuzatib turish imkonini beradi. Bundan tashqari EPR metodi hozirgi baqtda kimyo sanoatida, meditsinada, biologiyada va geologiyada, georazvedkada va fizikaning boshqa ko’p sohalarida qo’llanilmoqda. Shunday qilib, elektron paramagnit rezonans (EPR) metodi jismlar ichki tuzilishini o’rganib, materallarda atom va electron joylashishini aniqlashga 41 imkon beradi. Bu natijalar yangi materiallar hosil qilishda birdan-bir baza bo’lib xizmat qiladi. EPR spektrini o’lchash uchun 3 sm diapazonda ishlatiladigan «Radioran» firmasining radiospektrometri va R1 308 «M» radiospektrometri qo’llaniladi. Barcha radiospektrometrlar modulyatsiya chastotasi 100 gts bo’lgan oddiyrejimda ishlatiladi. Tekshirish uchun naomunalar kukun eki bo’lakchalar ko’rinishida olinadi. Namunalarning massasi 250 MG. Qo’yilgan masalani echish uchun namunalarni Y nurlar bilan nurlantiriladi.Namunalarni  nurlantirish basseyn tipidagi quvvati 100, 600, 2000, 5000 R/sek bo’lgan 60 SO manbasida dozasi 10 5 dan 10 9 radgacha nurlantirildi. Nurlantirish suyuq azot temperaturasida (50-80%) amalga oshirildi. Shuningdek vakuumda (R=10 -3 Pa) kavsharlangan ampulalarda nurlantirildi. 42 II. TAJRIBA NATIJALARI VA ULARNING MUXOKAMASI. 3.1. ZOL-GEL TEXNOLOGIYASI ASOSIDA TOLA OLISHNI O’RGANISH. Zol-gel sintezi jarayonida materiallarning olish jarayonlari. 11-rasmda 1- sonli kompozit gel namunasining yutilish spektri spektrning IQ hududi (jadval) ko'rsatilgan. 3300-3500 sm-1 mintaqasidagi keng va intensiv assimilyatsiya zonasi O-H guruhlarining cho'zilgan tebranishlari bilan bog'liq. 11-rasm. Infraqizil hududidagi kompozit gelning yutilish spektri Yarim tayyor gelning spektrida ushbu bandning mavjudligi tabiiydir. Yarim tayyor gel tarkibida COO-anionlari va PVP molekulalarining mavjudligi to'lqin soni 1631 sm −1 bo'lgan maksimal C=O karbonil guruhi tebranishlarining intensiv yutilish zonasi spektrlarida mavjudligini aniqlaydi. Issiqlik bilan ishlov berishdan oldin, jelda 1460 sm −1 chegarada yorug'likning yutilishini aniqlaydigan 43 nitrat anionlari mavjud. 537 sm − 1 to'lqin sonidagi maksimal yutilish zonasi kubGd 2O3 : kristallaridagi Gd-O bog'lanishining tebranishlari bilan bog'liq. Bu natija shuni ko'rsatadiki, gadoliniy oksidi zarralari hosil bo'lishi gel hosil bo'lish bosqichida boshlanadi. Shunga o'xshash natijalar ilgari sitrat sol-gel usulida tuzilishi bo'yicha o'xshash Y2O3 :Eu materiallarini hosil qilishda olingan . Kubsimon Y2O3 kristallaridagi Y-O aloqasining yutilish diapazoni (to'lqin raqami 560 sm −1 ga teng) spektrlarda gellar 100 ° C da quritilganidan keyin paydo bo'ladi va materiallarning issiqlik bilan ishlov berish harorati oshishi bilan uning intensivligi oshdi. Organoelement birikmalaridan sol-gel usulida olingan Gd2O3: Eu 3 + ¿ ¿ , Tb 3+¿¿ kukunlarida materiallarga 600°C da issiqlik bilan ishlov berilgandan so‘ng Gd–O bog‘ining tebranish zonasi paydo bo‘ladi. Issiqlik bilan ishlov berish jarayonida gellarni qizishi limon kislotasi, metall tuzlari va PVPning parchalanishiga, oksid kristallarining shakllanishi va o'sishiga olib keladi. 12-rasmda. 1-sonli gelni issiqlik bilan ishlov berish jarayonida sodir bo'ladigan jarayonlarning DTA-TG tahlili ma'lumotlari keltirilgan. 44 12-rasm. Gellarga issiqlik bilan ishlov berish jarayonida sodir bo'ladigan jarayonlarning termogravimetrik (a) va differentsial termik (b) tahlillari natijalari. 12a-rasmdan ko'rinib turibdiki, jellar qizdirilganda, bir nechta ekzotermik ta'sirlar bilan birga namuna massasining bosqichma-bosqich kamayishi kuzatiladi (12b-rasm). Namuna massasi kamayishi va issiqlik bilan ishlov 45 berishning dastlabki bosqichlarida (20-150 ° C) oz miqdorda issiqlik yutilishi materialdan qoldiq suvni olib tashlash bilan aniqlanadi. Limon kislotasining parchalanish haroratiga (175 ° C ) yetganda, issiqlik chiqishi bilan birga namuna massasining sezilarli pasayishi kuzatiladi. Namuna massasidagi eng kuchli o'zgarishlar va ekzotermik ta'sirlar 340-850 °C gacha bo'lgan keng harorat oralig'ida kuzatiladi. 340-550 ° S haroratda metall nitrat va PVP parchalanishi sodir bo'lib, issiqlik va gazsimon moddalarning sezilarli darajada ajralib chiqishi bilan birga keladi. 46 3.2. Zol-gel usulida olingan kvarts shishalar strukturasiga radiatsiyaning ta’sirini o’rganishGd 2O3 :Nd 3+¿¿ nanokukunlarining sitrat zol-gel sintezi, ikkita organik stabilizatorni bir vaqtda qo‘llash usuli ishlab chiqildi, nanozarrachalar tuzilishining ularning hosil bo‘lish davridagi evolyutsiyasi o‘rganildi va olingan nanokukunlarning lyuminestsentlik xossalari o‘rganildi. Limon kislotasi va polivinilpirolidon modifikatsiya qiluvchi organik stabilizatorlar sifatida ishlatilgan, ular nafaqat kolloid eritmalarda hosil bo'lgan Gd 2O3 :Nd 3+¿¿ nanozarrachalarining stabilizatori, balki materiallarni issiqlik bilan ishlov berishda "yonuvchi" qo'shimchalar rolini ham o'ynagan. Infraqizil spektroskopiya, differentsial termal va termogravimetrik tahlillar ma'lumotlari shuni ko'rsatdiki, Gd 2 O 3 nanozarrachalarining hosil bo'lishi ho'l gel bosqichida boshlanadi va evolyutsiya jarayoni materiallarni quritish va issiqlik bilan ishlov berish jarayonida rivojlanadi. Olingan Gd 2O3 :Nd 3+¿¿ nano kukunlari spektrning ultrabinafsha va yaqin infraqizil hududlarida kuchli fotolyuminessensiyani ko'rsatdi. Olingan natijalar diskli lazer elementlari uchun obyomniy keramika olish texnologiyasini ishlab chiqishda, tibbiyotda nanotermometriya uchun lyuminestsent nano kukunlarni yaratishda, turli kompozit fosforlarni sintez qilish texnologiyasini ishlab chiqishda foydalanish mumkin. 47 1 -namuna. Oddiy shishaning yutilish spektri 48 3- namuna.Fe Cl 3 ning yutilish spektri 49 4-namuna. Cd Cl 2 ning yutilish spektri 50 IV. XULOSA. Shunday qilib, zol-gel uslubida olingan shishalar tarkibiga shimdirish yo’li bilan aralashmalar kiritish natijasida aralashmalarning shisha qalinligiga qarab har xil taqsimlanishi ularni integral optika uchun kerakli materiallar olish imkoniyatini beradi. Hozirgi paytda zol-gel uslubida olingan materiallarning o’ziga xos elektrik xossalarini yaxshilash uchun faol tadqiqotlar olib borilmoqda va ulardan qizdiruvchi, qayta ulagich elementi, datchik hamda rangli televizorlarning avtomatik magnitsizlantirgichi sifatida qo’llanilish rivoj topdi. Neorganik zol-gel uclubida olingan kserogellar va kvarts shishalarda  - nurlanish ta’sirida xususiy markazlar bilan bir qatorda aralashmali markazlar ham hosil bo’ladi, ularning xarakteristikalari shishasimon kremnezemning yaxshi ma’lum bo’lgan xarakteristikalari mos keladi. Kserogellarda va ulardan olingan shishalarda markazlarning tiplari va kontsentratsiyalari g’obak ctrukturasining mavjudligi bilan tushuntiriladi. TEOS etanol, suvga HCl ni aralashtirish bilan zol-gel usulida SiO 2 tolalari olindi. SiO 2 aylantririlgan SiO 2 tolalar turli 1000, 1100, 1200, va 1300 0 C da 1 soat davomida termik qayta ishlandi. Kristalsimon SiO 2 tolalar 1300 0 Cda termik qayta ishlanganda yuqori RMS dag’alligini va AFM analizda bir jinsli bo’lmagan sirtni ko’satdi. 1200 0 Cdan pastda termik qayta ishlanganda past RMS dag’allik va bir jincli sirt olindi. 5 kun davomida SBF ga cho’ktirilgan, 1300 0 Cda qizdirilgan, nisbatan dafal sirt strykturasiga bo’lgan namuha CaP hosil bo’lishning imkoniyati yuqoriligini ko’rsatdi. 51 V. A D A BIYOTL A R. 1. Квантовие парамагнитние усилители. Москва 1961 г. Издателпство иностр. литер. 2. Бакаев.В.А., Кислов.В.Ф, Красилпников К.Г, ДАН СССР 1959 т.125 №4 с 831-833. 3. Ruri B.R. Sharma L.R. Lakhanral M.L. j. Rhys Chem 1954.Vol 58 №4 r289-293. 4. Vlachere G.R. Young G.E. j.Am Geram Soc 1972 vol 55 №6 r 306- 308. 5. Аникин В.И., Гщзьбес А.П. Исследование плоских волноводов для интегральной оптики, изготовленный методом твердотельной диффузии. К-ва н.т. электрон. 1975 т.2. №7 с. 1465-1471 6. Эвстроппев С.К, Исаев И.К, Никопоров Н.В, Эшбеков А.А, Салимов Ш.К, Юдин Д.М, Состояние ионов железа в силикатних стеклах при диффузии стекла в расплаве по данним ЭПР спектроскопии. 7. Эвстроппев С.К, Салимов Ш.К, Никопоров Н.В, Эшбеков А.А, Юдин Д.М, ЭПР спектроскопии Й- облученних стеклах,физ и хим стекла 1991 №1 с127-129 8. T.Hashimoto, K. Kamiya and H. NASU. J. Non-Cryst. Solids 143 (1992) 31. 9. S.Sakka and K. Kamiya, ibid 48 (1982) 31. 10. S.Sakka and H. Kozuka, ibid 100 (1988) 142. 11. D.Y.Shin and S. M. Han, J. Sol-Gel Sci.Tech. I(1994)267. 12. M.D.Sacks and R. S.Sheu, J. Non-Cryst. Solids 92 (1987) 383 13. Journal of materials science 39 (2004) 1683-1687. 52

ZOL-GEL USULIDA OLINGAN KVARS SHISHALARDA NURLANISH TA’SIRIDA HOSIL BO’LADIGAN RADIATSION MARKAZLARNI O’RGANISH MUNDARIJA KIRISH……………………………………………………………………….. I BOB. Adabiyotlar sharhi………………………………………..………….. 1.1 Zol-gel usuli va u yordamida materiallar olish texnologiyasi haqida ma`lumot ……………………………………………………………………… 1.2. Kvars shishalarini zol-gel usulida hosil qilish jarayonlarini nazariy tahlil qilish 1.3. Zol-gel usuli yordamida olingan kvars shishalar ………………………. 1.3. Kvarts shishalar. ………………………………………………………….. II BOB. TAJRIBA METODIKASI…………………………………………. 2.1. Zol-gel texnologiya asosida shisha olish…………………………………. 2.2. Gibrid usulda zol-kolloid sistema olish…………………………………… 2.3. Nurlanish spektrini o’lchash……….……………………………………… III BOB. TAJRIBA NATIJALARI VA ULARNING MUXOKAMASI.. 3.1. Zol-gel texnologiyasi asosida plastina olishni o’rganish………………… 3.2. Zol-gel usulida olingan kvarts shisha strukturasiga radiatsiyaning ta’sirini o’rganish…… Xulosa. ………………………………………………………………………. Adabiyotlar…………………………………………………………………..

KIRISH Hozirgi zamon texnikasining rivojlanishi fanning tezlik bilan rivojlanishiga imkon yaratmoqda. Shular qatori qattiq jismlar sohasini, ayniqsa amorf materiallar sohasini o’rganish birinchi galdagi talablardan biri hisoblanmoqdi. Chunki, amorf materiallar (shisha) va kristallar texnikada juda keng oraliqda ishlatilmoqda. Shuning uchun ham bu materiallarni tatqiqot qiluvchi mutaxassislar oldiga juda yuqori talablar qo’yilmoqda, yaoni materiallarning tozaligi, shaffofligi, yorug’likni yaxshi o’tkazuvchanligidir. Bunday xususiyatga ega bo’lgan shishashimon materiallar lazer texnikasida, optik priborlar yasashda, integral optikada va aloqa uzatishlarda, meditsinada keng qo’llanilmoqdi. Zol-gel texnologiyasi monolitlar, kukunlar, qatlamlar va tolalar kabi turli xil materiallar olish uchun muqobil usul sifatida keng qo’llaniladi. Ular orasida zol kbartsning asosiy xossasi va zol-gel jarayonida kremniy tolalarini olishda keng qo’llanilgan. Hozirgi zamonda shishasimon materiallarni olishning perspektiv metodlaridan biri Zol-Gel protsessidir. Bu protsessning tekshirish bo’yicha katta hajmda ish bajarilgan bo’lib ammo hosil qilingan materiallarni shisha va monolit kserogellarning xususiyatlarini tekshirish bo’yicha sistematik tadqiqodlar kam o’tkazilmagan. Bunday noan’anaviy metodlar bilan olingan shishalarni EPR spektroskopiya yordamida o’rganishning birqancha aspektlari mavjud. Hozirgi zamonda bu materiallarning xususiy va radiatsion xususiyatlarini o’rganish muhim ahamiyatga ega. Buning natijasida materiallarda hosil bo’ladigan har xil markazlarning xarakterini, tabiatini, qo’shimchalarning qaysi 2

elementga bog’liqligini va shu asosda bu qo’shimchalarni kamaytirish texnologiyasini yaratishga imkon beradi. Shu bilan birga shishalardagi indikatorlar (temir, marganets, mis va boshqalar) holatini o’zgartirish, bu shishalarning ishlatilishi sohalarini kengaytirishga olib keladi. Hozirgi vaqtdaha temir ionlari holatining shishalardagi o’zgarishi eng muhim masalalardan hisoblanadi. Integral optikaning rivojlanishi ayniqsa shishalarning to’lqin o’tkazgich xarakterga ega ekanligining ochilishi EHM texnikasida eng tez hisoblash mashhinalari yaratishga imkon beradi. Bu sohada planar to’lqin o’tkazgichlar texnologiyasini rivojlantirish va to’lqin o’tkazgichlarning hosil bo’lish nazariyasini rivojlantirish integral optikaning eng muhim masalalaridan biri hisoblanadi. Shu bilan birga shishaning tarkibida xamisha mavjud bo’lgan temir ionlari o’zini qanday tutishi masalasi saqlanib qoladi. Noregulyar tugunlar va ular asosida hosil bo’ladigan radiatsion markazlar alohida qiziqish kasb etadi. Ular nafaqat materiallarning ishchi holatiga taosir etadi, balki ularning o’zlari ham aktivlashtiruvchi markazlar haqidagi ma’lumotlarni EPR spektroskopiya metodi yordamida olish mumkin. Ko’p yillardan beri radiatsiya taosirida naomuna bo’yalishining nurlantirish dozasiga va sharoitlariga bog’liqligi o’rganilmoqda. SHu bilan birga qayd etish kerakki bu taosir boshqa optik parametrlarning o’zgarishiga olib kelishi mumkin, yaoni sindirish ko’rsatkichi, uning dispertsiyasi, termik koeffitsienti va mexanik xususiyatlarini o’zgartirishi mumkin. Shunday qilib, bitiruv ishi yangi to’lqin o’tkazgichlar olish usullari, ularning hosil bo’lish nazariyasini rivojlantirish masalasini va yangi olingan shishalarning har xil defektlarini birgalikda umumlashgan bloklar sifatida o’rganishga qaratilgan. Mavzuning dolzarbligi. Elektronika, avvalambor inson jamiyatining axborotga bo’lgan talablarini qondirishga mo’ljallangan. Ishlab chiqarish kuchlarining va ishlab chiqarish munosabatlarining rivojlanishi texnika va 3

texnologiyaning yangi turlarini yaratishga asoslangan va axborot vositalarining rivojlanishi bilan kuchli ravishda bog’liq. So‘nggi paytlarda shishalarni past haroratlarda olish va ulardan turli sohalarda foydalanish to‘g‘risida ilmiy qarashlar shakkilanib bormoqda. Shular asosida mazkur bitiruv malakaviy ishida zol-gel texnologiyasi asosida silkikat shishalar olish texnologiyasini o‘rganish masalasi qo‘yilgan. Chunki materiallarni olishda yuqori temperaturalar ham qo’llanishi ma’lumdir. Ularda hosil bo’ladigan har xil markazlarning xarakterini, tabiatini, qo’shimchalarning qaysi elementga bog’liqligini va shu asosda bu qo’shimchalar bilan legirlashning yangi-yangi texnologiyasini yaratishga imkon beradi. Shu bilan birga shishalardagi aralashmalar (temir, marganes, mis va boshqalar) holatini o’zgartirish bilan shishalarning ishlatilish sohalarini kengaytirishga olib keladi. Tadqiqot maqsadi – zol-gel texnologiyasi asosida silkikat shishalar olish texnologiyasini o‘rganishga qaratilgan. Tadqiqot vazifalari quyidagilardan iborat: 1. Shisha olish uchun zol hosil qilishni o’rgani sh. 2. Zoldan gelga o’tish jarayoni bilan tanishish va o’rganish . 3. Zol-gel texnologiyasi asosida silkikat shishalar olish va undagi kirishmalar holatini o’rganish . Tadqiqot obyekti va predmeti Zol-gel texnologiyasi asosida olingan shishalar va kirishmalar spektrlarini taqqoslash yo’li bilan o’rganish. Ishning ishlanganlik darajasi. Radiasion fizikaning asosiy masalalaridan bir bo’lgan nurlanishning qattiq jismlarda paramagnet va boshqa xususiyatlarining o’zgarishiga ta’sirini o’rganish hisoblanadi. Qattiq jismlarning xusisiyatlarini o’rganish ayrim nuqsonlar to’g’risida qo’shimcha ma’lumotlarni beradi. Ushbu ish silikat shishalar sirt qatlami xususiyatlarini radiasiya ta’sirida bo’ladigan o’zgarishini o’rganishga bag’ishlangan. Radiatsiya ta’sirida shishalarning xusisiyatlarini o’rganish 4

bilan undan quyosh konsentratorlarini tayyorlashda foydalanish mumkin. Bu yo’nalishning turli muammolari bilan shug’illanuvchi olimlar ko’pchilikni tashkil qiladi. Zol-gel usulida olingan kvars shishalarni yaratish ustida O.Vofbeis (Germaniya), Mallins (Angliya), Lakovich (AQSh) va boshqalarni sanash mumkin. O’zbekistonda kvars shishalar yaratish bo’yicha turli masalalari bilan Abdurahmonov E., Gevorkyan A.M., Kabulov B.J., Nasimov A.M.,Normuradov Z.N.kabi qator olimlar ishlarini keltirish mumkin. Bajarilgan ishlar tahlili korsatadiki, bu ishlarda turli obyektlar uchun sensorlar yaratilgan bo’lib ular asosan termokimyoviy va elektrokimyoviy usullarga asoslangan. Tadqiqot usuli Zol-gel texnologiyasi asosida olingan shishalar va kirishmalar spektrlarini taqqoslash yo’li bilan o’rganish. Yangi materiallar olish va olingan na’munalar spektrlarining bir-biriga taqqoslash bilan qo’yilgan masalaga erishish. Tadqiqotning ilmiy yangiligi Zol-gel texnologiyasi asosida shishalar olishni o‘rganish. O’rganilayotgan materiallarda kuzatilgan effektlar asosida kirishmalar kiritilganda uning ta’sirini o‘rganish. Tadqiqot natijalarining ilmiy va amaliy ahamiyati . Ishda o ’rganilayotgan materiallar qatlamidagi o’zgarishlarni aniqlash bilan kelajakda shishalar dan quyosh elementlari sifatida foydalanish ko‘zda tutilgan. Yangiligi. Magistrlik dissertatsiyasi natijalarining ilmiy jihatdan yangiligi quyidagilardan iborat: - xomashyo materiallariga bog‘liq bo‘lgan yuqori tozalikdagi shisha olish; - boshlang‘ich komponentlar bir jinsliligiga bog‘liq bo‘lgan yuqori bir jinsli shisha olish; 5

Похожие

AMMIAK GAZI KONSENTRATSIYASINI ANIQLOVCHI OPTIK SENSORNI ZOL-GEL USULIDA ISHLAB CHIQISH
Al2O3 ASOSIDA MEZOG‘AVAK SORBENTLAR SINTEZI VA ULARNINIG TEKSTUR XARAKTERISTIKALARI
Pilla g’umbagidan olingan yog’ning tarkibini yuqori samarali suyuqlik xromatografiyasi usulida o’rganish
Ko’ndalang va bo’ylama zarb ta’sirida bo’lgan sterjen va balkalarda hosil bo’ladigan kuchlanishlarni aniqlash
ZnO nanoplyonkasining fizik-kimyoviy xarakteristikalarini atom kuch mikroskop usulida o‘rganish