2.4. Микроструктурный анализ (мса)

Методы микроструктурного и дюрометрического анализов использовали для идентификации фаз, определения фазового состава образцов, определения последовательности кристаллизации фаз, положения границ областей гомогенности, размера зёрен, макродефектов структуры (винтовые дислокации, ямки, трещины, ступеньки). Например, исходя из взаимного расположения кристаллов сопряжённых фаз, их количественного соотношения судили о последовательности кристаллизации фаз из расплава, составе образующихся эвтектик. По появлению в образцах кристаллов второй фазы определяли положение границ областей гомогенности.

Метод основывается на визуальном наблюдении под микроскопом микроструктуры сплавов в отражённом или проходящем свете, в зависимости от природы изучаемых систем. В настоящей работе наблюдения проводили в отражённом свете (образцы не прозрачны) с помощью металлографического микроскопа МЕТАМ-22 РВ. Изображение через цифровой аппарат NIKON переносили в компьютер. Синтезированные в виде объёмных слитков образцы анализировали на микроскопе МС-2 на предмет однородности в различных участках.

Для анализов отбирали пробы из различных участков образцов, которые заливали эпоксидной смолой. При последующей механической обработке получали случайные срезы образцов. Для полировки шлифов использовали пасту ГОИ, пасты АСМ различной зернистости.

При выявлении фазового состава образцов большую роль играет селективность применяемых травителей, состав которых, как правило, выбирают исходя из свойств исследуемых объектов. В настоящей работе для усиления контрастности окраски фаз, выявления дефектов поверхности использовали в качестве травителя растворы НСl различных концентраций (1 : 100 - 1 : 200) [25].

2.5. Видимая и ик-спектроскопия

Электронные спектры в видимой области используют для изучения координации атомов в стеклах, содержащих переходные металлы. При этом часто параллельно проводят исследования магнитных свойств этих же стекол. При интерпретации спектров опираются на представления теории кристаллического поля и теории поля лигандов.

ИК-спектроскопия является методом быстрого структурно-группового анализа вещества, позволяющим определять его строение и количественный состав в различных агрегатных состояниях и широком интервале температур 35, 36.

Спектры поглощения в видимой области возникают в результате электронных переходов в атомах и молекулах. Поглощение же в ИК-области обусловлено переходами между колебательными уровнями, отвечающими разной колебательной энергии функциональных групп. В ИК-спектроскопии чаще всего используют среднюю часть ИК-области, 4000–200 см^–1. Для интерпретации ИК-спектров составлены специальные каталоги и таблицы, в которых указаны характеристические частоты колебаний различных групп.

Значения молярных коэффициентов экстинкции для ИК-области меньше, чем для видимой области, поэтому с помощью ИК-спектроскопии можно исследовать или чистые вещества, или очень концентрированные растворы. Растворы исследовать сложнее, чем твердые вещества, поскольку растворитель часто поглощает в этой же области. Чтобы повысить чувствительность и разрешающую способность метода, в современных модификациях используют ИК-спектроскопию с Фурье-преобразованием.

Экспериментально регистрируют кривые распределения по длинам волн (волновым числам или частотам) оптической плотности, интенсивности люминесценции или отраженного света. Спектры обычно имеют вид сложных кривых с большим числом линий и полос разной формы и ширины. Измеряемые величины - положения максимумов полос и линий, их интегральные и относительные интенсивности, полуширина. Обработка спектров заключается в установлении связи наблюдаемых спектральных характеристик с параметрами моделей молекул и межмолекулярных взаимодействий, что осуществляется с помощью ЭВМ и систем искусственного интеллекта.

Для регистрации спектров используют спектрофотометры различных типов. Обычно в этих приборах излучение от источника проходит через кювету с веществом и разлагается в монохроматоре (призма, дифракционная решетка) по длинам волн или частотам. Для возбуждения спектров излучения и рассеяния широко применяют лазеры. [37, 38]

Для определения величин и интервала прозрачности стекол использовали отполированные пластинки толщиной 0,25  0,5 мм и площадью поверхности ~ 100-200 мм².