A critical evaluation of barium silicate glass network polymerization

Autor(es)

Picinin, Benjamin J. A. ; Picinin, Adalberto ; Silva, Lais D. ; Doerenkamp, Carsten ; Lozano, Harold D. ; Sampaio, David ; Zanotto, Edgar D. ; Du, Jincheng S. ; Eckert, Hellmut ; Pizani, Paulo S.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Journal of Non-Crystalline Solids; v. 583, p. 19-pg., 2022-02-14.

Resumo

The state of polymerization in barium silicate glasses (xBaO.(1-x)SiO2 , 0.28 <= x <= 0.45) has been studied by both experiment (Raman, static and MAS Si-29 NMR spectroscopy) and molecular dynamics simulations (VashishtaRahman and Du-Cormack potentials). No a priori assumptions were made about the number of Qn species, specific mean polymerization nor presence or absence of 'free' oxygen species. This allowed us to test the relationships between these structural aspects.& nbsp;The Q(n) site interconversion equilibrium constants K-Q2 and K-Q3 were found to be 0.07 and 0.05 +/- 0.02 from static 29Si NMR, and 0.14 & PLUSMN;0.07 and 0.07 & PLUSMN;0.01 from 29Si MAS NMR, respectively.The Qn species distribution was used to determine the Raman scattering cross-sections for Q(1) , Q(2) and Q(3) as 1.01 +/- 0.15, ~1.1, and 1.14 & PLUSMN;0.04, respectively, although some compositional dependence was found. The Q4 cross-section displays a unique behavior approaching 0 at 38% BaO. This more accurate structural framework paves the way for future studies to establish meaningful structure-property relationships for these glasses. (AU)

• Processo FAPESP: 16/18567-5 - Ordenamento estrutural pré-nucleação em vidros que nucleiam homogeneamente: BaO-2SiO2 e CaO-SiO2
• Beneficiário: Benjamin John Albert Moulton
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/06649-0 - Novos materiais óticos baseados em vidros e cerâmicas oxifluoretos dopados com terras-raras: estudos estruturais por ressonância paramagnética eletrônica.
• Beneficiário: Carsten Doerenkamp
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/07793-6 - CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros
• Beneficiário: Edgar Dutra Zanotto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 16/15962-0 - Correlação entre estrutura e propriedades dinâmicas e ópticas de materiais da série (Ax, A'1-x)O + SiO2 (A, A' = Pb, Ni, Co, Fe, Cr): estudo por espalhamento Raman e simulações por dinâmica molecular
• Beneficiário: David Vieira Sampaio
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado