Структура и парамагнитные центры нанодисперсного синтетического ZrSiO 4

Методом ЭПР исследованы парамагнитные центры, генерируемые ионизирующей радиацией в синтетическом нанодисперсном силикате циркония, моделирующем продукты деструкции кристаллов циркона. Синтез порошков циркона произведен по золь-гель-методике (обр. 1444) и из суспензии (обр. 1445) раствора оксихлорида циркония и силиката натрия с последующими гидротермальной обработкой и кристаллизующим обжигом при 1050 °С. Диагностика вещества произведена методами рентгенофлюоресцентного анализа, количественного рентгенофазного анализа, инфракрасной и рамановской спектроскопии. Синтезированные продукты содержали 82-84 % фазы ZrSiO 4 и 16-18 % наноразмерных фаз t-ZrO 2 и m-ZrO 2. Фаза силиката циркония в обр. 1445 низкоупорядоченная с эффективным размером кристаллитов 10-20 нм, а в обр. 1444 она аналогична кристаллическому циркону со средним размерам кристаллитов 75 нм. Облучение ионизирующей радиацией синтетического циркона приводит к формированию в объеме зерен примесных парамагнитных Ti 3+ (g || = 1.9270, g = 1.9407), собственных SiO 33- (g z = 2.0056, g y = 2.0022, g x = 2.0002) и SiO 45- (g || = 2.0021, g = 2.0007) - центров, соответствующих их аналогам в кристаллах природного циркона. В высококристалличной синтетике ZrSiO 4 обнаружены также примесные электронные парамагнитные центры с ионами бора (g || = 1.9810, g = 1.9685) и примесные дырочные парамагнитные центры с g > 2.00. Собственные электронно-дырочные центры типа SiO 33- и SiO 45- формируются в основном в низкокристалличном синтетическом силикате циркония. Параметры и температурные особенности спектров ЭПР этих центров указывают на их локализацию в дефектных фрагментах решетки силиката циркония. Данные собственные дефекты могут выступать маркерами разупорядочения структуры циркона.