Mechanical Stability of the Surface of Quartz Glass Subjected to Fine Annealing

S. B. Eron’ko; Еронько С. Б.; A. E. Chmel; Чмель А. Е.; I. P. Shcherbakov; Щербаков И. П.

doi:10.31857/S0132665122600133

Механическая стойкость поверхности кварцевого стекла, подвергнутого тонкому отжигу

Авторы: Еронько С.Б.¹, Чмель А.Е.², Щербаков И.П.²
Учреждения:
1. АО “НПО Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова”
2. Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН
Выпуск: Том 49, № 1 (2023)
Страницы: 27-33
Раздел: Статьи
URL: https://rjmseer.com/0132-6651/article/view/663206
DOI: https://doi.org/10.31857/S0132665122600133
EDN: https://elibrary.ru/CFNBDR
ID: 663206

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Представлены результаты исследования состояния поверхности кварцевого стекла с высоким содержанием групп OH, полученного высокотемпературным гидролизом SiCl₄ и подвергнутого тонкому отжигу. Сравнение инфракрасных спектров отражения до и после отжига показали распад силанольных групп с выходом воды из материала и появлением немостиковых групп Si–O^–. Часть немостиковых связей восстанавливается с образованием трех- и четырехчленных силоксановых колец. Для оценки изменения механических свойств поверхности стекла при отжиге образцы повергались точечному ударному повреждению, при котором методом акустической эмиссии контролировалась интенсивность накопления микротрещин в поврежденном слое. Отмеченное ослабление механической прочности поверхности отожженного стекла отнесено образованию “малых” силоксановых колец и уменьшению связности силикатной сетки из-за наличия остаточных немостиковых связей.

Ключевые слова

кварцевое стекло, тонкий отжиг, инфракрасная спектроскопия, ударное повреждение, накопление микротрещин, акустическая эмиссия

Список литературы

Долапчи С.М., Денисова О.А. Влияние процесса термообработки на качество поверхности изделий из кварцевого стекла // Международный научно-исследовательский журн. 2017. № 8. Ч. 2. С. 147–150.
Doualle T., Gallais L., Cormont P., Donval T., Lamaignère L., Rullier M. Effect of annealing on the laser induced damage of polished and CO2 laser-processed fused silica surfaces // J. Appl. Phys. 2016. V. 119. P. 213 106.
Pezold U. Optical Glass: A high-tech base material as key enabler for photonics // In book: Advances in Glass Science and Technology / Ed. V.M. Sglavo. IntechOpen Book Series. Ch. 5. 2018.
Gang W., Bin L.Y., Zheng L.L., Hui Zh., Lei X., Min Q.F., Ping M., Yao Y.D. Study on fine annealing process of the large-aperture K9 glasses // Proc. SPIE 10154, Advanced optical design and manufacturing technology and astronomical telescopes and instrumentation, 2016. P. 1 015 410.
Gaskell P.H., Johnson D.W. The optical constants of quartz, vitreous silica and neutron-irradiated vitreous silica. (II) Analysis of the infrared spectrum of vitreous silica // J. Non-Cryst. Solids 1976. V. 20. P. 171–191.
Adumeau L., Genevois C., Roudier L., Schatz C., Couillaud F., Mornet S. // Biochim. Biophys. Acta Gen. Subj. 2017. V. 1861. P. 1587–1596.
Agarwal A., Tomozawa M. Correlation of silica glass properties with the infrared spectra // J. Non-Cryst. Solids 1997. V. 209. P. 166–174.
Garnica-Romo M.G., Yáñez-Limón J., Villicaña M., Pérez-Robles J.F., Zamorano-Ulloa R., González-Hernández J. Structural evolution of sol-gel SiO2 heated glasses containing silver particles // J. Phys. Chem, Solids. 2004. V. 65. P. 1045–1052.
Pontona S., Dhainaut F., Vergnes H., Samelor D., Sadowski D., Rouessac V., Lecoq H., Sauvage T., Caussat B., Vahlas C. Investigation of the densification mechanisms and corrosion resistance of amorphous silica films // J. Non-Cryst. Solids. 2019. V. 515. P. 34–41.
Кунин А.В., Лапшин Д.Н. Гидрофобизация аморфного диоксида кремния различных марок в процессе механохимического модифицирования // Известия ВУЗ. Химия и химическая технология. 2015. Т. 58. С. 38–42.