Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 70, Issue: 2, 2018
  • pp: 102-115

download: article (PL)

Molecular dynamics simulations of P2O5-Fe2O3-FeO glass system

Abstract (EN)

Due to its properties, phosphate glasses have gained many applications, e.g. in medicine or environmental protection. The incorporation of iron to the glass network causes improvement of chemical durability. The highest chemical durability among others has glass with a composition of 40 mol%Fe2O3 – 60 mo% P2O5. Iron in these glasses may occur on both III and II stage of oxidation. Their ratio depends not only on the atmosphere in which the glass was melted, but also on the temperature and melting time.

The work uses the simulations of classic molecular dynamics MD to determine the effect of Fe(II) ions on network of glasses from the P2O5–Fe2O3–FeO system. The obtained results agree well with the current state of knowledge about these glasses. In simulated glasses, the distances between the closest pairs of ions P-O, Fe(II)-O, Fe(III)-O and O-O do not depend on the Fe (II) content in the structure. With the increase in the Fe (II) content, the Fe (II) and Fe (III) levels are increased with coordination greater than 4.

Keywords (EN): Molecular dynamics, Glass structure simulations, Phosphate glasses, Iron phosphate glasses

Symulacje klasycznej dynamiki molekularnej szkieł z układu P2O5-Fe2O3-FeO

Goj P., Stoch P.

Abstract (PL)

Szkła fosforanowe ze względu na swoje właściwości zyskały wiele zastosowań np. w medycynie czy ochronie środowiska. Wprowadzenie żelaza do więźby tych szkieł powoduje poprawę ich odporności chemicznej. Najwyższą odpornością chemiczną cechuje się szkło o składzie 40% mol. Fe2O3 – 60% mol. P2O5. Żelazo w tych szkłach może występować zarówno na III, jak i na II stopniu utleniania. Ich wzajemny stosunek zależy nie tylko od atmosfery w jakiej było topione szkło, ale również od temperatury i czasu topienia.

W pracy wykorzystano symulacje klasycznej dynamiki molekularnej MD w celu określenia wpływu jonów Fe(II) na więźbę szkieł z układu P2O5–Fe2O3–FeO. Uzyskane wyniki dobrze zgadzają się z obecnym stanem wiedzy na temat tych szkieł. W symulowanych szkłach odległości między najbliższymi parami jonów P–O, Fe(II)–O, Fe(III)–O i O–O nie zależą od zawartości Fe(II) w strukturze. Wraz ze wzrostem zawartości Fe(II) wzrasta ilość Fe(II) i Fe(III) o koordynacjach większych niż 4.

Keywords (PL): dynamika molekularna, symulacja struktury szkła, szkła fosforanowe, więźba szkła

return…