The short-range structure of alkali disilicate glasses by pulsed neutron total scattering

Misawa, Masakatsu; Price, D.L.; Suzuki, Kenji

doi:10.1016/0022-3093(80)90481-0

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“…Henderson 1995). Misawa et al (1980) also reported an observed Si-O bond weakening and the presence of non-bridging oxygen atoms with an average of one nonbridging and three bridging oxygen atoms per silicon atom, as observed by Warren & Biscoe (1938). Greaves et al (1981) and Greaves (1985) conducted an analysis using extended X-ray absorption fi ne structure (EXAFS) to study the local structure of sodium silicate glasses with varying molar compositions.…”

Section: The Role Of Network Modifierssupporting

confidence: 62%

“…Such values were later challenged; Hannon et al (1992) considered them to be too large. Just like Misawa et al (1980), Hannon et al (1992) investigated the local structure of lithium and potassium silicate glasses and presented data consistent with the MRN model. The Li-O bond distance was observed to be consistent with the average Li-O distance of 1.94 Å for crystalline lithium silicates.…”

Section: The Structure Of Other Alkali Silicate Glassesmentioning

confidence: 76%

“…Misawa et al (1980) studied the short-range structure of lithium and sodium disilicate glasses and determined silicon to be tetrahedrally coordinated to four oxygen atoms in these glasses. Misawa et al (1980) also reported the fi rst observed lengthening of the alkali silicate Si-O bond in comparison to pure vitreous silica; Si-O bond lengths were reported to be 1.63 and 1.62 Å for the sodium and lithium silicates, respectively. This increase in Si-O bond length with the addition of a network modifi er was later confi rmed through other studies (cf.…”

Section: The Role Of Network Modifiersmentioning

confidence: 99%

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The Structure of Silicate Melts: A Glass Perspective

Henderson

2005

The Canadian Mineralogist

126

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Glasses are widely used as analogues for the study of silicate melts. Although they are solid materials, their structure is inherently complex and diffi cult to study. However, progress has been made in elucidating this structure, its relationship to composition, and how it behaves at high temperatures and pressures. Recent research has brought to light some new fi ndings with important implications for natural melts. These include the observation that the structure is dependent upon the type and size of alkali or alkaline-earth cations incorporated into the glass network, with Li behaving very differently than other alkali cations. In addition, the presence of more than one type of alkali cation can cause non-linear physical behavior. Elements such as Al, Ti and Fe, which play important roles in petrological phenomena, can exhibit coordination environments (e.g., 5-fold) or polyhedral arrangements (e.g., triclusters) that are not common in crystalline phases. Furthermore, polyamorphic phase-transitions may occur at high temperature and pressures; the application of new theoretical models like mean fi eld-constraint hypothesis suggests that several glass phenomena, and probably melt phenomena as well, may be related to stress-rigid to fl oppy transitions. The state of understanding of glass structure, although still rudimentary relative to crystalline materials, has grown exponentially over the last few decades, often with geological researchers at the forefront.Keywords: melts, structure, glasses, petrology, spectroscopy, behavior, model. SOMMAIREOn se sert couramment des verres pour étudier les bains fondus silicatés. Quoiqu'ils sont des matériaux solides, leur structure est naturellement complexe et diffi cile à étudier. Toutefois, des progrès ont été faits dans l'étude de cette structure, sa relation à la composition, et son comportement à températures et pressions élevées. Les projets de recherche récents font ressortir les implications importantes aux bains fondus naturels. A titre d'exemple, la structure dépendrait de la sorte et la taille d'ion alcalin ou alcalino-terreux qui se trouve incorporé dans le réseau du verre. Le Li se comporte de façon très différente des autres alcalins. De plus, la présence de plus d'une sorte d'alcalin peut causer des comportements physiques non-linéaires. Les élements tels Al, Ti et Fe, dont l'importance pétrologique est évidente, peuvent adopter une coordinence inhabituelle, cinq par exemple, et un arrangement polyédrique, des groupements par trois, par exemple, qui ne sont pas communs dans les phases cristallines. De plus, des transitions de phases polyamorphiques pourraient avoir lieu à températures et à pressions élevées. L'application de nouveaux modèles théoriques, par exemple le modèle de contrainte moyenne du champ, fait penser que plusieurs phénomènes impliquant les verres, et tout probablement les bains fondus, pourraient résulter de transitions de matériau rigide face aux contraintes à maté-riau déformable. Quoique les connaissances de la structure du ve...

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Section: The Role Of Network Modifierssupporting

confidence: 62%

Section: The Structure Of Other Alkali Silicate Glassesmentioning

confidence: 76%

Section: The Role Of Network Modifiersmentioning

confidence: 99%

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The Structure of Silicate Melts: A Glass Perspective

Henderson

2005

The Canadian Mineralogist

126

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“…Later X-ray and neutron diffraction studies provided more detailed structure features of sodium silicate glasses. An increase in silicon oxygen bond length with increasing sodium content was observed in several neutron diffraction studies [4][5][6]. The OASiAO and SiAOASi bond angle distributions were determined more precisely [7][8][9][10].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The medium range structure of sodium silicate glasses: a molecular dynamics simulation

Cormack

2004

Journal of Non-Crystalline Solids

349

250

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“…Les structures observées sont reliées à l'ordre à moyenne distance dans les verres mais ne donnent pas une structure bien localisée dans l'espace réel. Les dépendances en pression [24,25], température [26,27] et composition [28] de cette partie du facteur de structure sont souvent très différente du comportement du reste du facteur de structure. Bien qu'essentiel à la compréhension de l'ordre à moyenne distance, l'origine du ou des pics présents dans cette région est sujet à controverse [29][30][31][32].…”

Section: Exemples D'etudes De Verres Par Diffraction Des Neutronsunclassified

La structure des verres étudiée par diffraction des neutrons

Cormier

2003

J. Phys. IV France

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Résumé : La diffraction des neutrons est une méthode largement utilisée pour déterminer la structure des matériaux amorphes et en particulier des verres. L'utilisation de la méthode de substitution isotopique permet d'extraire les fonctions de distribution de paires partielles centrées autour d'un élément choisi. Nous présentons quelques exemples récents d'études par diffraction des neutrons sur des verres qui ont permis de mieux comprendre à la lois le réseau polymérique de la matrice vitreuse et l'environnement local et à moyenne distance autour des cations. Ces études ont révélées un ordre structural s'étendant au delà des premiers voisins, jusque vers de distances d'environ lu A. Le couplage avec d'autres méthodes expérimentales (diffraction anomale des rayons X) et des techniques de simulations (dynamique moléculaire, Monte Carlo Inverse ou RMC) sont indispensables pour affiner nos connaissances de la structure des verres.

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The short-range structure of alkali disilicate glasses by pulsed neutron total scattering

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The Structure of Silicate Melts: A Glass Perspective

The Structure of Silicate Melts: A Glass Perspective

The medium range structure of sodium silicate glasses: a molecular dynamics simulation

La structure des verres étudiée par diffraction des neutrons

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