一系列的玻璃样品通过XRD衍射进行了分析。在分析图表、玻璃样品如A1、A2和A3融化在900°C, 1000°C, 1100°C,和1200°C,分别和所有12个样品峰特征典型的非晶态材料,没有任何晶体衍射峰,所以它可以确认样品没有晶体。无定形材料是一种无序材料,驼峰,或第二广泛的驼峰角XRD发生率越高,表明的无序状态。当Bi的内容₂O₃发病率增加,指示一个宽峰在更高角度的XRD、材料的内部结构在这个内容也非晶,如图 1。

在红外光谱中,基于以前的研究文献,有四个特征峰玻璃结构的一系列玻璃,如[生物₃]、[生物₆]、[博₃],[BO₄)(表 1)。

在红外光谱中,有生物₃]、[生物₆,Bi-O-Bi Bi-O^{- - - - - -},三角波₃B]硼酸的单位₂O₃玻璃和这^{- - - - - -}单位(BO₄]四面体和吸收峰。在图 2,它可以大致分为3块:(1)510厘米之间⁻¹和700厘米⁻¹,这是一个三座标平面(生物₃(生物)和six-coordinated八面体₆]结构单元;(2)700厘米之间⁻¹和1382厘米⁻¹,它是一个平面三角形(BO₃(BO),和一个四面体₄)结构单元是主要的;和(3)1382厘米之间⁻¹∼1640厘米⁻¹,飞机三角形(BO₃]和[哦⁻债券的主要部分。三个街区中,有4个特征吸收峰位置,700厘米⁻¹,777厘米⁻¹,1382厘米⁻¹,1640厘米⁻¹,这是比较容易区分。和其他人是510厘米⁻¹,820厘米⁻¹,1000厘米⁻¹,吸收特征峰相对较弱。

有一个弱的吸收峰波数的510厘米⁻¹,这是对称伸缩振动Bi-O-Bi债券的生物₃]和[生物₆)单位。吸收峰位于700厘米的波数⁻¹(BO₃]B-O-B振动。吸收峰位于777厘米的波数⁻¹的吸收峰,这是B-O-B振动(BO₃)单位。这是这^{- - - - - -}(BO的伸缩振动₄]四面体单元在玻璃结构的波数820厘米⁻¹波数在1000厘米⁻¹(实心箭头)是这^{- - - - - -}(BO的伸缩振动₄]四面体单元,在波数约为1382厘米⁻¹,它是Bi-O⁻(生物单元结构₃结构单元的振动,吸收峰在1640厘米⁻¹是哦,激进的振动。在图 2,有一个弱的吸收峰波数的510厘米⁻¹的对称伸缩振动Bi-O-Bi债券的生物₃]和[生物₆单位,信号很弱。在700厘米⁻¹和777厘米⁻¹(虚线箭头)的振动信号(BO₃)单位。在1000°C, 700厘米⁻¹更明显,表明[波₃浓度高,结构和BO₄]结构浓度很低。在777厘米⁻¹(虚线箭头表示),信号很弱。在1382厘米⁻¹吸收峰波的振动信号₃增加熔化温度上升,表明(BO的结构₃)单位与熔化温度的增加上升。的哦⁻¹振动在1640厘米⁻¹,在900°C信号小,然后融化温度上升时,信号减弱。在数据 3和 4的振动信号(BO₃在700厘米)⁻¹和777厘米⁻¹(虚线箭头)比那些在图 2,这表明(BO₃A2和A3)结构的浓度较高,(BO₄]结构浓度很低。在777厘米信号很弱⁻¹(虚线箭头表示)。(BO的振动信号₃在1382厘米)⁻¹随着熔化温度的增加而增加,这表明(BO的浓度₃A2和A3)结构的增加随着融化的温度上升,(BO₄)结构浓度降低。自从B-O-B结合能> Bi-O-Bi结合能,这意味着B-O-B键(BO4)单位和Bi-O-Bi键将放松,由于高温分解。和基于能量平衡趋势的玻璃系统,这个系统推广的逐渐形成Bi-O-B债券和BO₃中间键能。

在1382厘米⁻¹(这⁻成键的振动波₃单元),A1、A2和A3系列眼镜都有明显的吸收峰。随着熔化温度的增加,吸收峰的强度如下:

A3_900°C > A3_1000°C > A3_1100°C > A3_1200°C

在A3玻璃系列,因为30 mol %的Bi₂O₃内容是相对较高的,它有一个相对足够的反应浓度(BO₃]和[博₄)单位,所以很明显观察到随着熔化温度的增加,这的浓度⁻(博₃)单位减少。A1, A2, A3玻璃系统都倾向于转向高波数。这一转变的现象是,随着融化的温度上升,Bi^{3 +}low-valent离子减少,一定程度上降低了Bi吗⁰溶解,导致玻璃的颜色是深色的棕色,融化的温度上升,(BO的B-O-B内容₄)在最初的硼酸盐玻璃减少,B-O-B (BO的浓度₃)单位增加。自从B-O-B键能大于B-O-Bi, B-O-B的键长是短比B-O-Bi;因此,它往往走向高的波数。

在图 5(一),900°C的熔化温度和波数的1382厘米⁻¹(这^{- - - - - -}在[博₃)单位),Bi的浓度₂O₃增加,这的信号^{- - - - - -}在[博₃)单位的增加,表明四面体(BO₄)结构是放松和分离,为Bi提供氧原子₂O₃键,四面体(BO₄)结构转换成一个三角形(BO₃),所以这的信号^{- - - - - -}在[博₃)单位增强。1000厘米之间⁻¹(实心箭头)和1382厘米⁻¹,它有一个四面体(BO₄)结构。它可以观察到Bi的浓度₂O₃增加,这的信号^{- - - - - -}在[博₄)单位减少,表明网络(BO₄单元结构的下降。Bi的增加₂O₃浓度,生物₃)会逐渐成为网络框架的一系列玻璃。此外,从红外光谱图,可以清楚地判断,Bi-O粘结强度小于这键的强度,导致玻璃结构的网络连接;因此,力量削弱的同时,导致CTE增加Bi的增加₂O₃浓度。因为高极化率的铋离子含量高铋氧化物玻璃、八面体(生物₆产生严重的扭曲和变形,所以玻璃结构,low-coordination[生物₃)和bismuth-oxygen三角形铋离子,形成 11]。

因此,红外光谱分析,可以确定结构体系。Bi的浓度₂O₃的特征吸收峰强度增加,四面体(BO₄(BO)结构单元削弱,₃)结构单元形成一个链或环polyborate B-O-B债券。三角形的特征吸收峰强度(BO₃]、[生物₃],[生物₆结构单位得到了增强。

在一个玻璃系列,图 6显示O1群 年代光谱在不同的温度下融化900°C, 1000°C, 1100°C, 1200°C。在900°C, 一个1 = 530.85 eV, 一个2 = 530.5 eV, 一个3 = 530.39电动汽车;同样的事情也发生在1000°C, 1100°C, 1200°C。Bi的内容₂O₃增加,O1群的结合能_年代谱都转移到低结合能方向,与红外光谱的观察结果是一致的。

在图 7熔化温度的增加,O1群的结合能 年代能谱的A1、A2和A3系列玻璃观察,除了在1200°C;其他人都转向低结合能方向,与红外光谱的观察结果是一致的。

图 8显示了闭的光谱 f_7/2和闭 f_5/2xps融化在900°C, 1000°C, 1100°C,和1200°C A1, A2和A3系列眼镜,分别。结合能的范围是从155 eV - 170 eV。前者是闭 f_7/2(eV),后者是闭 f_5/2(eV)信号( 26, 27),位于156.2 eV, 158.9 eV, 159.5 eV, 161 eV Bi的结合能⁰,Bi^{+ 1},Bi^{+ 2},Bi^{3 +}和Bi^{5 +}离子的闭 f_7/2分别为( 27),和Bi⁰,Bi^{+ 1},Bi^{+ 2},Bi^{3 +}和Bi^{5 +}离子的结合能在162.1 eV, 164 eV, 165 eV, 166 eV闭 f_5/2分别为( 27]。

观察图 8它也可以清楚地看到,当Bi₂O₃浓度是20 mol %, Bi^{3 +}和Bi^{5 +}离子浓度的闭 f_7/2在A1, A2, A3玻璃系统减少,和Bi^{+ 1}和Bi^{+ 2}离子浓度增加。随着Bi⁰浓度信号增加,铋离子趋向于减少到Bi⁰,结构逐步形成一个玻璃单元结构由[生物₃]、[生物₆]、[博₃],[BO₄]。熔化温度的增加,Bi^{3 +}离子可以获得额外的热能和也将减少。Bi离子不同的化学键,Bi^{3 +}⟶Bi^{+ 1},Bi^{+ 2},或者毕⁰是沉淀。随着融化的温度上升,Bi离子溶解在玻璃很容易与其它原子系统中形成Bi-O-B和Bi-O-Zn保税玻璃结构。图 6显示了XPX-O1 _年代光谱一系列玻璃在不同的温度下融化了900°C, 1000°C, 1100°C, 1200°C。Bi的内容₂O₃增加,O1群的结合能 _年代光谱变化的方向结合能较低,表明债券高强度会逐渐分解,进而将形成更低强度(BO₃]、[生物₃],[生物₆债券,整个玻璃结构将变得松散。

图 9显示了闭 f_7/2和闭 f_5/2能量谱(a) A1玻璃,(b) A2玻璃,和(c) A3玻璃在不同的温度融化900°c, 1000°c, 1100°c, 1200°c。随着熔化温度的增加,闭的能量谱 f_7/2和闭 f_5/2A1、A2和A3系列玻璃显示,除了A3系列玻璃,低能量在1200°C,其余倾向于转向高能源方向,与红外光谱的观察结果是一致的。

根据Sanz et al。 28),当熔化温度从1050°C增加到1300°C, TEM,金属铋纳米颗粒的粒径也在改变从10增加到30 nm, Bi的存在⁰纳米粒子可以在TEM,一些Bi₂O₃经历了热减少,导致玻璃颜色。图 10显示一个系列玻璃试样。A2系列玻璃是淡黄色在1000°C,在1100°C,它是深棕色,形成强烈的对比。

O1群的 _年代,闭 f_7/2,闭 f_5/2能源系列玻璃光谱表明,Bi的增加₂O₃内容,O的结合能 1 _年代,闭 f_7/2,闭 f_5/2能量谱转向低结合能,熔化温度的增加,除了O的结合能 1 _年代,闭 f_7/2,闭 f_5/2能量谱A2系列的眼镜在1000°C,剩下的结合能转向更高的结合能。

根据Taisuke Inoue, Tsuyoshi Honma Vesselin季米特洛夫孝小松,KH太阳et al。 29日, 30.氧化锌,Zn-O键的强度₄结构单元是150.06焦每摩尔,在生物Bi-O债券₆结构单元是102.5焦每摩尔。在这个实验中,随着Bi的增加₂O₃内容,玻璃XPS能谱(图 6)显示O的结合能 1 _年代,闭 f_7/2,闭 f_5/2;除了阿 1 _年代,闭 f_7/2,闭 f_5/2A2系列的玻璃在1000°C,剩下的结合能都转移到较低的结合能Bi的内容₂O₃增加。和红外光谱谱(图 5(生物)₃]和[生物₆主要由Bi)结构单元₂O₃在玻璃增加。Bi的内容₂O₃增加,(BO₃(BO)结构浓度增加时,₄)结构浓度降低,一些B-O-B债券与Bi离子结合形成一个B-O-Bi键键能较弱。图 11显示了玻璃热膨胀系数(CTE)系列玻璃观察到Bi₂O₃内容;由于Bi-O-Bi和Bi-O-B的较弱的键能,键长较长,热膨胀系数增加而增加的Bi₂O₃内容。

从文献[ 29日, 30.),氧化锌的结构单元Zn-O键的强度₄150.06焦每摩尔,Bi-O生物粘接强度₆结构单元是102.5焦每摩尔,B的粘接强度₂O₃497.896焦每摩尔372.376焦每摩尔,是吗_B>是_锌>是_Bi(,结合能)。图 12显示了玻璃热膨胀系数(CTE)的一系列玻璃观察到不同的熔化温度。CTE A2系列的玻璃在1000°C明显下降至5.895 × 10⁻⁶/°C。图 7显示了啊 1 _年代A2的光谱;530.88电动汽车在1000°C和530.68 eV 1100°C表明A2 1000°C的桥接氧浓度高于1100°C,以及A2的结构强度更强在1000°C。图 9显示了闭 f_7/2和闭 f_5/2A2的光谱;闭 f_5/2在1000°C 164.14 eV, 1100°C 164.06 eV,和闭 f_7/2在1000°C 158.75 eV, 1100°C 158.77电动汽车,这表明熔化温度的增加导致Bi的桥接氧浓度下降₂O₃(生物和Bi原子₃]和[生物₆B)往往是偏向较低的能量⁰减少。在红外光谱,700厘米⁻¹和777厘米⁻¹(虚线箭头)的振动信号(BO₃)单位。在1000°C, 700厘米⁻¹更为明显,这表明[波₃)浓度高,结构(BO₄)结构浓度略小,777厘米⁻¹(虚线箭头)信号弱。高结合能的平衡转变表明A2系列玻璃的结构和强度相对较高的熔化温度为1000°C时,这意味着A2系列玻璃结构,高强度的波₃]和[博₄)结构、集中程度和整体结构强度增加,导致CTE A2系列的玻璃在1000°C到大幅下降到5.895十⁻⁶/°C。

从视图的图 12在900°C的熔化温度,CTE_A110 = 6.497⁻⁶/°C, CTE_A210 = 7.297⁻⁶/°C, CTE_A310 = 8.402⁻⁶/°C, CTE Bi的增长而增加₂O₃内容。从横向视图的图 12,CTE_{a1 - 900°C}10 = 6.497⁻⁶/°C, CTE_{a1 - 1000°C}10 = 6.298⁻⁶/°C, CTE_{a1 - 1100°C}10 = 6.096⁻⁶/°C, CTE_{a1 - 1200°C}10 = 5.296⁻⁶/°C和CTE减少熔化温度上升,影响CTE的变化的因素,使Bi₂O₃内容改变更多。