Mößbauer-Untersuchungen über die strukturelle Rolle von Zinn in Boratgläsern

Abstract

Über den glasbildenden Zusammensetzungsbereich des Systems B₂O₃-SnO-Na₂O wurden ¹¹⁹Sn-Mößbauer-Untersuchungen durchgeführt. Die Isomerieverschiebung von Sn(II) verringert sich mit steigenden SnO- und Na₂O-Anteilen. Während SnO bei wenig Zinn als Netzwerkwandler fungiert und Umwandlungen von planaren BO₃- in tetraedrische BO₄-Einheiten bewirkt, beteiligt sich Sn(II) bei höherem Gehalt an den Bindungen des Netzwerks. Die Quadrupolaufspaltung zeigt dementsprechend eine Erniedrigung der Nahumgebungssymmetrie mit wachsender Zinnkonzentration an. Die zwischen 4 Κ und Raumtemperatur gemessenen „Lamb-Mößbauer-Faktoren" f weisen darauf hin, daß Sn(II) im Netzwerk lockerer gebunden ist als Sn(IV). Die Koordination von Sn(IV) ist relativ stabil, wobei die lonizität mit steigendem Zinngehalt etwas zunimmt. Bei der Bestimmung der Zinnanteile in den beiden Wertigkeitsstufen (außer bei sauerstoffreicher Ofenatmosphäre wurde überwiegend Sn(II) nachgewiesen) ist die Temperatur- und Zusammensetzungsabhängigkeit von f zu berücksichtigen.

Mössbauer investigation of the role of tin in borate glasses ¹¹⁹Sn mössbauer investigations were made over the glass forming area of the system Na₂O-SnO-B₂O₃. The isomeric shift of Sn(II) decreases with increasing SnO and Na₂O contents. Although low levels of SnO act as network modifiers and cause transformation of planar BO₃ units into tetrahedral BO₄ groups, higher levels of Sn(II) participate in the bonding of the network. The quadrupole splitting shows a corresponding decrease in near order symmetry with increasing tin concentration. The "Lamb-Mössbauer factor" f measured between 4 Κ and room temperature shows that Sn(II) is more loosely bound in the network than Sn(IV). The coordination of Sn(IV) is relatively stable although the degree of ionization increases somewhat with increasing tin content. In determining the fraction of tin in each valence state (Sn(II) predominates except in oxygen-rich furnace atmospheres) the temperature and composition dependence of must be considered.

Etude par effet Mössbauer du rôle de l'étain dans la structure des verres de borate On a étudié le spectre Mössbauer du ¹¹⁹Sn dans le domaine de composition vitrifiable du système B₂O₃-SnO-Na₂O. Le déplacement isomérique de Sn(II) diminue lorsque la proportion de SnO et Na₂O augmente. Alors que, pour de faibles teneurs en étain, SnO joue le rôle de modificateur de réseau et produit une transformation des unités planes BO₃ en unités tétraédriques BO₄, pour de plus fortes teneurs, Sn(II) contribue à la liaison du réseau. La séparation quadripolaire montre également une diminution de la symétrie à courte distance lorsque la concentration en étain croît. Les coefficients de Lamb-Mössbauer f, mesurés entre 4 Κ et la température ambiante, indiquent que Sn(II) est moins fortement lié dans le réseau que Sn(IV). La coordination de Sn(IV) est relativement stable, cependant que l'ionicité augmente quelque peu avec la teneur en étain. Lors de la détermination de la proportion entre les deux degrés de valence de l'étain (sauf dans le cas d'une atmosphère riche en oxygène, on démontre la prépondérence de Sn(II)), on doit considérer l'influence de la température et de la composition sur le coefficient f.