زجاج الفوسفات

الزجاج الفوسفاتي هو نوع من الزجاج البصري يتكون من ميتافوسفات معادن مختلفة. وبدلاً من ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂ ) الموجود في الزجاج السيليكاتي ، فإن الركيزة المكونة للزجاج هي خامس أكسيد الفوسفور (P₂O₅ ) .

اكتشاف

قام الدكتور ألكسيس جي. بينكوس من شركة البصريات الأمريكية بتزويد باحثي أوك ريدج في حقبة مشروع مانهاتن بعينات من زجاج فوسفات الألومنيوم، وقد أطلق عليه اسم المخترع بشكل غير رسمي في عام 1945 في مذكرة باحث بجامعة كولومبيا بقلم أريستيد في. غروس. [ 1 ]

الخصائص الفيزيائية

يتبلور خامس أكسيد الفوسفور (P₂O₅ ) في أربعة أشكال على الأقل. الشكل البلوري الأكثر شيوعًا (انظر الشكل) يتكون من جزيئات P₄O₁₀ . أما الأشكال البلورية الأخرى فهي بوليمرية، ولكن في كل حالة ترتبط ذرات الفوسفور برباعي الأوجه من ذرات الأكسجين، إحداها تُشكل رابطة P=O طرفية. يتخذ الشكل O بنية طبقية تتكون من حلقات P₆O₆ مترابطة ، تشبه إلى حد كبير البنية التي تتخذها بعض السيليكات المتعددة . [ 2 ]

بنية P 4 O 10 الشبيهة بالقفص، والتي تشبه بنية الأدمانتان ، والتي توفر اللبنة الأساسية لمكونات زجاج الفوسفات.

تتميز زجاجيات الفوسفات بمقاومتها العالية لحمض الهيدروفلوريك . وعند إضافة أكسيد الحديد إليها ، فإنها تعمل كممتصات حرارية فعالة.

يُعد فوسفات الحديد وزجاج فوسفات الحديد الرصاصي بدائل لزجاج البوروسيليكات لتثبيت النفايات المشعة . [ 3 ]

خصائص فريدة

قد تكون زجاجيات الفوسفات أفضل من زجاجيات السيليكا في الألياف البصرية ذات التركيز العالي من أيونات العناصر الأرضية النادرة المُطعِّمة. [ 4 ] [ 5 ]

يُعرف مزيج زجاج الفلوريد وزجاج الفوسفات باسم زجاج الفلوروفوسفات .

يُستخدم زجاج الفوسفات المحتوي على الفضة في مقاييس جرعات زجاج الفوسفات . وهو يُصدر ضوءًا فلوريًا عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية، بعد تعرضه مسبقًا للإشعاع المؤين ، بكمية تتناسب مع الجرعة. [ 6 ]

بعض أنواع زجاج الفوسفات متوافقة حيوياً وقابلة للذوبان في الماء، وهي مناسبة للاستخدام كدعامات للأنسجة والعظام قابلة للتحلل داخل جسم الإنسان. [ 7 ]

مراجع

  1. "ملاحظة حول استخدام الزجاج الخالي من السيليكا في التعامل مع فلوريد الهيدروجين اللامائي وسداسي فلوريد اليورانيوم" . جامعة كولومبيا. سبتمبر 1945. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 فبراير 2018 .
  2. كارابولوت م، ميلنيك إي، ستيفان ر، ماراسينغ جي كي، راي سي إس، كوركجيان سي آر، داي دي إي (2001). "الخواص الميكانيكية والبنيوية لزجاج الفوسفات" (ملف PDF) . مجلة المواد غير المتبلورة . 288 ( 1-3 ): 8-17 . Bibcode : 2001JNCS..288....8K . doi : 10.1016/S0022-3093(01)00615-9 . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 2016-08-05.
  3. "زجاج فوسفات الحديد كشكل بديل للنفايات في هانفورد LAW" (ملف PDF) . مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني. فبراير 2003. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 مارس 2010 .
  4. روديجر باشوتا. "ألياف السيليكا" . موسوعة فيزياء وتكنولوجيا الليزر . شركة آر بي فوتونيكس للاستشارات المحدودة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 مارس 2010 .
  5. كارابولوت م، ميلنيك إي، ستيفان ر، ماراسينغ جي كي، راي سي إس، كوركجيان سي آر، داي دي إي (2001). "الخواص الميكانيكية والبنيوية لزجاج الفوسفات" (ملف PDF) . مجلة المواد غير المتبلورة . 288 ( 1-3 ): 8-17 . Bibcode : 2001JNCS..288....8K . doi : 10.1016/S0022-3093(01)00615-9 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2016-08-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2010-01-27 .
  6. "مقياس جرعات زجاج الفوسفات" . الجمعية النووية الأوروبية. مؤرشف من الأصل في 4 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه في 22 مارس 2010 .
  7. بيطار م، سي نولز ج، لويس إم بي، صالح ف (ديسمبر 2005). "ألياف زجاجية من الفوسفات القابل للذوبان لإصلاح منطقة اتصال العظم بالأربطة". مجلة علوم المواد: المواد في الطب . 16 (12): 1131-1136 . doi : 10.1007/s10856-005-4718-3 . PMID 16362212. S2CID 28879856 .