Mechanical Stability of the Surface of Quartz Glass Subjected to Fine Annealing

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of studying the state of the surface of silica glass with a high content of OH groups obtained by high-temperature hydrolysis of SiCl4 and that it finely annealed are presented. A comparison of the IR reflection spectra before and after annealing showed the decomposition of silanol groups with the release of water from the material and the appearance of nonbridging Si–O– groups. Some of the nonbridging bonds are reduced to form three- and four-membered siloxane rings. To assess the change in the mechanical properties of the glass surface during annealing, the samples were subjected to point impact damage, in which the intensity of microcrack accumulation in the damaged layer were controlled by acoustic emission method. The marked attenuation of the mechanical strength of the annealed glass surface is attributed to the formation of small siloxane rings and a decrease in the connectivity of the silicate network due to the presence of residual nonbridging bonds.

About the authors

S. B. Eron’ko

Vavilov State Optical Institute

Email: chmel@mail.ioffe.ru
199053, St Petersburg, Russia

A. E. Chmel

Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences

Email: chmel@mail.ioffe.ru
194021, St Petersburg, Russia

I. P. Shcherbakov

Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: chmel@mail.ioffe.ru
194021, St Petersburg, Russia

References

  1. Долапчи С.М., Денисова О.А. Влияние процесса термообработки на качество поверхности изделий из кварцевого стекла // Международный научно-исследовательский журн. 2017. № 8. Ч. 2. С. 147–150.
  2. Doualle T., Gallais L., Cormont P., Donval T., Lamaignère L., Rullier M. Effect of annealing on the laser induced damage of polished and CO2 laser-processed fused silica surfaces // J. Appl. Phys. 2016. V. 119. P. 213 106.
  3. Pezold U. Optical Glass: A high-tech base material as key enabler for photonics // In book: Advances in Glass Science and Technology / Ed. V.M. Sglavo. IntechOpen Book Series. Ch. 5. 2018.
  4. Gang W., Bin L.Y., Zheng L.L., Hui Zh., Lei X., Min Q.F., Ping M., Yao Y.D. Study on fine annealing process of the large-aperture K9 glasses // Proc. SPIE 10154, Advanced optical design and manufacturing technology and astronomical telescopes and instrumentation, 2016. P. 1 015 410.
  5. Gaskell P.H., Johnson D.W. The optical constants of quartz, vitreous silica and neutron-irradiated vitreous silica. (II) Analysis of the infrared spectrum of vitreous silica // J. Non-Cryst. Solids 1976. V. 20. P. 171–191.
  6. Adumeau L., Genevois C., Roudier L., Schatz C., Couillaud F., Mornet S. // Biochim. Biophys. Acta Gen. Subj. 2017. V. 1861. P. 1587–1596.
  7. Agarwal A., Tomozawa M. Correlation of silica glass properties with the infrared spectra // J. Non-Cryst. Solids 1997. V. 209. P. 166–174.
  8. Garnica-Romo M.G., Yáñez-Limón J., Villicaña M., Pérez-Robles J.F., Zamorano-Ulloa R., González-Hernández J. Structural evolution of sol-gel SiO2 heated glasses containing silver particles // J. Phys. Chem, Solids. 2004. V. 65. P. 1045–1052.
  9. Pontona S., Dhainaut F., Vergnes H., Samelor D., Sadowski D., Rouessac V., Lecoq H., Sauvage T., Caussat B., Vahlas C. Investigation of the densification mechanisms and corrosion resistance of amorphous silica films // J. Non-Cryst. Solids. 2019. V. 515. P. 34–41.
  10. Кунин А.В., Лапшин Д.Н. Гидрофобизация аморфного диоксида кремния различных марок в процессе механохимического модифицирования // Известия ВУЗ. Химия и химическая технология. 2015. Т. 58. С. 38–42.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (144KB)
3.

Download (118KB)
4.

Download (62KB)
5.

Download (2MB)

Copyright (c) 2023 С.Б. Еронько, А.Е. Чмель, И.П. Щербаков

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».