超強激光科學卓越創(chuàng)新簡報

(第五百十七期)

2024年5月21日

上海光機所在堿鋁磷酸鹽玻璃的腐蝕機理方面取得進展

近期，中國科學院上海光學精密機械研究所先進激光與光電功能材料部在堿鋁磷酸鹽玻璃的腐蝕機理方面取得新進展。研究成果以“Formation Mechanism of Crystalline Phase during Corrosion of Aluminum Phosphate Glasses”為題發(fā)表在The Journal of Physical Chemistry C上。

堿鋁磷酸鹽玻璃在核廢料玻璃固化等領域具有重要應用。其中，化學穩(wěn)定性對其應用至關重要。要深入了解玻璃的化學穩(wěn)定性，必然要認識其化學腐蝕機理。玻璃腐蝕機制的研究已經(jīng)有多年歷史，但仍存在許多爭議。之前的研究主要集中在硼硅酸鹽玻璃上，而對磷酸鹽玻璃的腐蝕機制研究較少。

在這項研究中，研究人員通過使用多種先進的核磁共振技術，對堿鋁磷酸鹽玻璃腐蝕前后的結構進行了原子尺度的解析，發(fā)現(xiàn)在水溶液中玻璃的Q¹基團和Q⁰基團存在兩種不同的溶解模式。這證實了磷酸鹽玻璃表面的晶體層來源于玻璃組分的溶解及隨后在玻璃表面的沉積。揭示了堿鋁磷酸鹽玻璃在水溶液中的溶解及表面晶體層的形成機理。研究結果深化了對堿鋁磷酸鹽玻璃化學穩(wěn)定性機理的認識。

原文鏈接

（a）玻璃的兩種溶解模式。(b)腐蝕玻璃的²⁷Al{²⁷Al} 2D WURST 2Q-1Q譜