Study of the X2O3-NaPO3 glass system (X = Al, B) and characterization by magnetic resonance spectroscopies

Étude du système vitreux X2O3-NaPO3 (X = Al, B) et caractérisation par spectroscopies de résonance magnétique

Hanyu Hu (1)

1 LASIRE - Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement - UMR 8516

This PhD focuses on the study of binary Al2O3-NaPO3, B2O3-NaPO3 and ternary Al2O3-B2O3-NaPO3 systems. The work is based on glass synthesis, Tg measurements and structural characterization by 1D/2D NMR. For the Al2O3-NaPO3 system, glasses have been prepared up to 35 mol% of Al2O3, Tg has shown a 3 domains-evolution explained by the presence of Q12Al sites and Al-O-Al bonds. For the B2O3-NaPO3 system, glasses have been prepared up to 70 mol% of B2O3, Tg has shown a 2 domains-evolution explained by the presence of Q12B sites and B-O-Bbonds. The vitrification domain of the Al2O3-B2O3-NaPO3 system has been determined for the first time and the Tg values have been related to the Al and B atoms coordination states. Some glass compositions have also been doped with Nd-oxide and analyzed by 1D/2D EPR technique.

Cette thèse porte sur l'étude des systèmes binaires Al2O3-NaPO3 et B2O3-NaPO3 ainsi que sur le système ternaire Al2O3-B2O3-NaPO3. Le travail a consisté à préparer les verres, mesurer leur Tg et analyser leur structure par RMN 1D/2D. L'étude du système Al2O3-NaPO3 a permis de préparer des verres contenant jusque 35 mol% d'Al2O3, de mettre en évidence une variation de la Tg en 3 domaines et de relier cette évolution à la présence de sites Q12Al et de liaisons Al-O-Al. L'étude du système B2O3-NaPO3 a permis de préparer des verres contenant jusque 70 mol% de B2O3, de mettre en évidence une évolution de la Tg sur deux domaines et de relier cette évolution à la présence de sites Q12B et de liaisons B-O-B. La plage de vitrification du système Al2O3-B2O3-NaPO3 a été déterminée dans ce travail pour la première fois et les valeurs de Tg observées ont été reliées aux états de coordination des atomes d'Al et de B. Pour finir, quelques compositions dopées au Nd ont été préparées et analysées par RPE 1D/2D.

Mots clés: Glasses; NMR; EPR; Structure

Mots clés: Oxyde de néodyme

Domaines: Chimie analytique

Hanyu Hu. Étude du système vitreux X2O3-NaPO3 (X = Al, B) et caractérisation par spectroscopies de résonance magnétique. Chimie analytique. Université de Lille, 2022. Français. ⟨NNT : 2022ULILR044⟩. ⟨tel-04006733⟩