Neutron diffraction investigations of the structure of fluorophosphate glasses

Abstract

Structure factors of glassy samples with composition [Ba(PO3)2]x [CaF2 · AlF3]100−x (x = 5, 10,20, 50, and 100) and [Sr(PO3)2]5 [CaF2 · AlF3]95 are measured by neutron diffraction with double-axis and time-of-flight diffractometers. Some characteristic figures of the structure factors and the atomic distribution functions show a nearly linear dependence on x. Because of well separated interatomic distances it is possible to determine partial coordination numbers for Al-F- and P-O-pairs from the total atomic distribution functions. Typical structural units are AlF6-octahedra and PO4-tetrahedra in close similarity to the short-range order of corresponding crystalline materials. Strukturfaktoren von Glasern der Zusammensetzung [Ba(PO3)2]x [CaF2 · AlF3]100−x (x = 5, 10, 20, 50 und 1 00) und [Sr(PO3)2]5 [CaF2 · AlF3]95 werden mit Neutronendiffraktion am Zweiachsen- und Flugzeitdiffraktometer gemessen. Einige charakteristische Grosen der Strukturfaktoren und der Atomverteilungsfunktionen zeigen eine nahezu lineare Abhangigkeit von x. Die deutliche Trennung der verschiedenen interatomaren Abstande ermoglichte die Ermittlung partieller Koordinationszahlen fur Al-F- und P-O-Paare aus den totalen Atomverteilungsfunktionen. Typische Struktureinheiten sind AlF6-Oktaeder und PO4-Tetraeder. Dieses Ergebnis zeigt die grose Ahnlichkeit der Nahordnung im Glas zu der in kristallinen Stoffen gleicher Zusammensetzung.