The Effect of Iron Oxide on Physical and Optical Properties of Soda Lime Silica Glass
الكلمات المفتاحية:
Density، glass، refractive index، absorption، Optical properties، الكثافة، الزجاج، معامل الإنكسار، الإمتصاص، الخواص الضوئيةالملخص
Received: 27 October 2020 Accepted, 15 November, Published 13 December 2020
Abstract
A new set of soda lime glasses doped with Fe3O2 were prepared by melt quenching technique. The aim of this work is to investigate the effect of Fe2O3 on physical and optical properties of prepared glasses by using Archimedes’ method, and UV-VIS-NIR spectrometer. The data were analyzed by Origin Graph Program (version 8.6). The results show that the density of glasses increases in rang 2.486 ~ 2.6462 , with increasing of concentration of Fe2O3 because of higher molecular weight of Fe2O3 compared with SiO2. The molar volume of glasses decreases in range 24.1255 ~ 22.7035 cm3/mol, with increasing of concentration of Fe2O3, this indicates that the structures of glasses more compacted with addition of Fe2O3. The refractive index and optical energy band gap of glasses change in range 1.314 ~ 1.517 and 3.049 ~ 1.470 eV respectively, this due to of change of non-bridging oxygen. The absorption of UV-VIS rays shows that Fe2O3 absorption edge was slightly shifted to a higher wave length.
المستخلص
حضرت مجموعة جديدة من زجاج الصودا والجير مطعمة باكسيد الحديد. تم التحضير بطريقة الصهر والتبريد السريع. هدفت الدراسة الى تقصي أثر Fe2O3 في الخواص الفيزيائية والضوئية للزجاج المحضر باستخدام طريقة ارخميدس وجهاز مطياف الاشعة فوق البنفسجية والمرئية وتحت الحمراء القريبة. حللت البيانات باستخدام برنامج Origin Graph Program (version 8.6). اوضحت النتائج أن كثافة الزجاج تزداد في المدى 2.486 ~ 2.6462 مع زيادة تركيز اكسيد الحديد لأن الوزن الجزيئي لأكسيد الحديد أكبر من الوزن الجزيئي لأكسيد السيلكون . الحجم الجزيئي للزجاج يتناقص في المدى 24.1255~ 22.7035 cm3/mol ، وهذا يدل على أن تراكيب الزجاج تكون مضغوطة عند زيادة تركيز أكسيد الحديد. نتائج معامل انكسار الزجاج وفجوة الطاقة كانت في المدى 1.314 ~1.51 و 3.049 ~ 1.470 eV على التوالي، ويرجع ذلك الى تغير عدد ذرات الأكسجين غير المتقاطعة بتغير التركيز. اما نتائج الإمتصاصية اوضحت أن اكسيد الحديد له أثر في إزاحة حافة الامتصاصية نحو الموجات ذات الطول الموجي العالي.
