© 2013 г. М. П. Шепилов*, канд. физ.-мат. наук; О. С. Дымшиц*, канд. хим. наук; А. А. Жилин*, канд. хим. наук; А. Е. Калмыков**, канд. физ.-мат. наук; Г. А. Сычева***, канд. хим. наук
* ОАО "Научно-исследовательский и технологический институт оптического материаловедения Всероссийского научного центра "Государственный оптический институт им. С. И. Вавилова", Санкт-Петербург
** Физико-Технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург
*** Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН, Санкт-Петербург
E-mail: m.shep@mail.ru
Работа посвящена изучению светорассеяния в неоднородных стеклах. Экспериментально изучено спектральное поведение коэффициента экстинкции исходного натриевоборосиликатного стекла и двух стекол, полученных при его термообработке. Установлено, что коэффициент экстинкции термообработанных стекол в видимой области спектра определяется рассеянием света. Экспериментальные данные по аномальной спектральной зависимости коэффициента экстинкции стекла, прошедшего более длительную термообработку, сопоставляются с результатами расчетов, проведенных в рамках различных моделей рассеяния на основе литературных данных о структуре этого стекла, представляющего собой ликвационные сферические частицы в матрице. Показано, что наблюдавшиеся ранее эффекты упорядочения во взаимном расположении частиц играют важную роль в светорассеянии. Отмечено, что для теоретического описания рассеивающих свойств системы полидисперсных частиц необходимо знание парной корреляционной функции частиц, зависящей от размеров частиц в паре.
Ключевые слова: рассеяние света частицами, аномальное рассеяние света, интерференционное приближение, парная корреляционная функция, структурный фактор, эффекты упорядочения, полидисперсные частицы.
Коды OCIS: 290.0290, 290.2200, 290.5820, 290.5850, 290.7050.
УДК 535.36
Поступила в редакцию 04.06.2013.
литература
1. Andreev N.S. Scattering of visible light by glasses undergoing phase separation and homogenization // J. Non-Cryst. Solids. 1978. V. 30. № 2. P. 99-126.
2. Левин Д.И. Релеевское рассеяние в стеклах и структура стекла // Строение стекла. Труды совещания по строению стекла. М. Л.: Издательство АН СССР, 1955. С. 198-201.
3. Гуревич М.М. Спектральная зависимость светорассеяния в натриево-боросиликатных стеклах // Строение стекла. Труды совещания по строению стекла. М. Л.: Издательство АН СССР, 1955. С. 202-206.
4. Колядин А.И. Аномальное рассеяние света в стекле // Опт. и спектр. 1956. Т. 1. № 7. С. 907-916.
5. Войшвилло Н.А. Влияние тепловой обработки на рассеивающие свойства натровоборосиликатного стекла // Опт. и спектр. 1957. Т. 2. № 3. С. 371-376.
6. Войшвилло Н.А. Влияние тепловой обработки на индикатрисы рассеяния натровоборосиликатного стекла // Опт. и спектр. 1957. Т. 3. № 3. С. 281-288.
7. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. М. Л.: ГИТТЛ, 1951. 288 с.
8. Андреев Н.С., Аверьянов В.И., Войшвилло Н.А. Структурная интерпретация аномального рассеяния видимого света в натриево-боросиликатных стеклах // ФТТ. 1960. Т. 2. № 5. С. 1011-1021.
9. Дик В.П., Иванов А.П. Границы применимости интерференционного приближения для описания ослабления света в дисперсных средах с высокой концентрацией частиц // Опт. и спектр. 1999. Т. 86. № 6. С. 1010-1014.
10. Percus J.K., Yevick G.J. Analysis of classical statistical mechanics by means of collective coordinates // Phys. Rev. 1958. V. 110. № 1. P. 1-13.
11. Шепилов М.П. Проблема теоретического описания аномального рассеяния света ликвировавшими стеклами, обусловленного межчастичной интерференцией // Оптический журнал. 2003. Т. 70. № 12. С. 61-67.
12. Shepilov M.P. On the problem of theoretical description of anomalous light scattering by phase separated glasses // Phys. Chem. Glasses. 2005. V. 46. № 2. P. 173-177.
13. Debye V. Uber die Zerstreuung von Rontgenstrahlen an amorphen Korpern // Phys. Zs. 1927. V. 28. № 3. P. 135-141.
14. Калмыков А.Е., Шепилов М.П., Сычева Г.А. Электронно-микроскопическое исследование пространственного упорядочения частиц, образующихся в процессе ликвации в натриевоборосиликатном стекле // Физ. и хим. стекла. 2000. Т. 26. № 2. С. 292-295.
15. Shepilov M.P., Kalmykov A.E. The observation of correlations in mutual spatial arrangement of phase-separated particles in glass by stereological method // Glass Science and Technology. 2002. V. 75 C2. P. 458-461.
16. Shepilov M.P. On light scattering in fluorozirconate glass-ceramics containing BaCl2 nano-crystals // Optical Materials. 2008. V. 30. N 6. P. 839-846.
17. Shepilov M.P. Light scattering in optical material containing polydisperse spherical nano-particles // Optical Materials. 2008. V. 31. № 2. P. 385-390.
18. Shepilov M.P., Kalmykov A.E., Sycheva G.A. Liquid-liquid phase separation in sodium borosilicate glass: Ordering phenomena in particle arrangement // J. Non-Cryst. Solids. 2007. V. 353. № 24-25. P. 2415-2430.
19. Шепилов М.П., Петровский Г.Т., Калмыков А.Е. Электронно-микроскопическое изучение эффектов упорядочения во взаимном расположении ликвационных частиц в натриево-боросиликатном стекле // Оптический журнал. 2006. Т. 73. № 9. С. 34-41.
20. Shepilov M.P., Kalmykov A.E., Sycheva G.A. Ordering effects in spatial arrangement of particles in phase separated sodium borosilicate glass // Phys. Chem. Glasses. 2006. V. 47. № 4. P. 339-343.
21. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 660 с.
22. Мазурин О.В., Стрельцина М.В., Швайко-Швайковская Т.П. Свойства стекол и стеклообразующих расплавов. Справочник. Т. III. Часть 1. Ленинград: Наука, Лениградское отделение, 1977. 586 с.
23. Deirmendjian D. Electromagnetic Scattering on Spherical Polydispersions. New York: American Elsevier Publishing Company, Inc., 1969.
24. Дик В.П., Лойко В.А. Ослабление света дисперсными слоями с высокой концентрацией ориентированных анизотропных сферических частиц // Опт. и спектр. 2001. Т. 91. № 4. С. 655-659.
25. Шепилов М.П., Калмыков А.Е. Об учете полидисперсности частиц, образующихся в ходе фазового разделения в стекле, при определении их парной корреляционной функции стереологическим методом // Физ. и хим. стекла. 2000. Т. 26. № 5. С. 609-616.
26. Shepilov M.P. Calculation of kinetics of metastable liquid-liquid phase separation for the model with simultaneous nucleation of particles // J. Non-Cryst. Solids. 1992. V. 146. P. 1-25.
27. Shepilov M.P. A model for calculation of isothermal kinetics of the nucleation-and-growth type phase separation in the course of one-step heat treatment // J. Non-Cryst. Solids. 1996. V. 208. № 12. P. 64-80.
Полный текст
