超强激光科学卓越创新简报

(第五百十七期)

2024年5月21日

上海光机所在碱铝磷酸盐玻璃的腐蚀机理方面取得进展

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所先进激光与光电功能材料部在碱铝磷酸盐玻璃的腐蚀机理方面取得新进展。研究成果以“Formation Mechanism of Crystalline Phase during Corrosion of Aluminum Phosphate Glasses”为题发表在The Journal of Physical Chemistry C上。

碱铝磷酸盐玻璃在核废料玻璃固化等领域具有重要应用。其中，化学稳定性对其应用至关重要。要深入了解玻璃的化学稳定性，必然要认识其化学腐蚀机理。玻璃腐蚀机制的研究已经有多年历史，但仍存在许多争议。之前的研究主要集中在硼硅酸盐玻璃上，而对磷酸盐玻璃的腐蚀机制研究较少。

在这项研究中，研究人员通过使用多种先进的核磁共振技术，对碱铝磷酸盐玻璃腐蚀前后的结构进行了原子尺度的解析，发现在水溶液中玻璃的Q¹基团和Q⁰基团存在两种不同的溶解模式。这证实了磷酸盐玻璃表面的晶体层来源于玻璃组分的溶解及随后在玻璃表面的沉积。揭示了碱铝磷酸盐玻璃在水溶液中的溶解及表面晶体层的形成机理。研究结果深化了对碱铝磷酸盐玻璃化学稳定性机理的认识。

原文链接

（a）玻璃的两种溶解模式。(b)腐蚀玻璃的²⁷Al{²⁷Al} 2D WURST 2Q-1Q谱