Влияние введения B₂O₃ на структурные и механические свойства, а также радиационно-защитные характеристики биостекол на основе TeO₂

В исследовании изучены структурные, механические и радиационно-защитные свойства новых биостекол состава (55−x)TeO₂–20Na₂O–10CaO–15P₂O₅–xB₂O₃, где x = 0, 3, 5, 10 и 20 мол.%. Целью было оценить влияние добавления B₂O₃ на эти свойства. Для расчёта механических и упругих характеристик использовали эмпирические методы. Рентгеновская дифракция подтвердила аморфную структуру стекол, а ИК-спектроскопия с преобразованием Фурье выявила характерные функциональные группы, связанные с TeO₂ и B₂O₃. Добавление B₂O₃ существенно снижало плотность стекла (с 4,24 до 3,18 г/см³) и увеличивало молярный объём (с 29,963 до 34,302 см³/моль), что приводило к формированию менее компактной структуры. Изменялись и механические свойства: вязкость разрушения снижалась с 1,367 до 1,280 МПа·м¹ᐟ², а твёрдость увеличивалась с 3,091 до 3,207 ГПа. Линейный коэффициент ослабления излучения уменьшался с ростом содержания B₂O₃, что указывает на снижение эффективности радиационной защиты из-за меньшего эффективного атомного номера B₂O₃ по сравнению с TeO₂. Таким образом, добавление B₂O₃ повышает твёрдость и молярный объём, но ухудшает радиационно-защитные свойства стекла вследствие снижения его плотности и способности ослаблять излучение.