11B MAS NMR spectra of BO3/2-TeO2 glasses

Abstract

11B Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance (MAS NMR) spectra of BO3/2-TeO2 glasses have been used to determine the compositional dependence of the fraction of 4-coordinated boron atoms, N4 = BO4/(BO3/2+BO4). In 1 BO3 ∙ 99 TeO2 (mol%) glass, almost all boron atoms form BO4 tetrahedra. The fraction N4 decreases with increase of BO3/2 content. The authors propose a glass structural model in which the TeO3 trigonal pyramids formed by a part of the tellurium atoms are connected with the BO4 tetrahedra by vertex-sharing. An excess and a deficiency of local charges of a TeO3 trigonal pyramid and a BO4 tetrahedron compensate each other. The conversion of a BO3 triangle to a BO4 tetrahedron is concurrent with the formation of a TeO3 trigonal pyramid. Die 11B-MAS-NMR-Spektren (MAS NMR = magnetische Kernresonanz mit Rotation der Probe um den magischen Winkel) von BO3/2-TeO2-Gläsern wurden verwendet, um die Abhängigkeit des Anteils an 4er koordinierten Boratomen, N4 = BO4/(BO3+BO4), von der Zusammensetzung zu bestimmen. In einem Glas der Zusammensetzung (Stoffmengenanteil in % ) 1 BO3/2 • 99 TeO2 bilden fast alle Boratome BO4-Tetraeder. Der Molenbruch N4 nimmt mit steigendem BO3/2-Gehalt ab. Die Autoren schlagen ein Glasstrukturmodell vor, nach dem die von einem Teil der Telluratome gebildeten trigonalen TeO3 Pyramiden über die Ecken mit den BO4-Tetraedern verknüpft sind. Ein Über- und ein Unterschuß an lokaler Ladung einer trigonalen TeO3-Pyramide und eines BO4-Tetraeders heben sich gegenseitig auf. Die Umwandlung eines BO3-Dreiecks in ein BO4-Tetraeder erfolgt gleichzeitig mit der Bildung einer trigonalen TeO3- Pyramide.