Borate versus silicate glasses: Why are they so different?

Physics and Chemistry of Glasses: European Journal of Glass Science and Technology Part B

Volumn 51, Issue 5, 2010, Pages 233-265

  Wright, Adrian C ^a,d   Dalba, Giuseppe ^a   Rocca, Francesco ^b   Vedishcheva, Natalia M ^c  

^a UNIVERSITY OF TRENTO   (Italy)

^b CNR   (Italy)

^c GREBENSHCHIKOV INSTITUTE OF SILICATE CHEMISTRY   (Russian Federation)

^d UNIVERSITY OF READING   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMS; BINS; BORON; CHEMICAL BONDS; GLASS; SILICATES;

BINARY GLASS; BORON OXIDES; COORDINATION NUMBER; ELECTRON CONFIGURATION; PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES; SILICATE GLASS; SILVER BORATE GLASS; STABILISATION ENERGY;

SODIUM BORATE;

EID: 84978695889     PISSN: 17533562     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: None     Document Type: Review

References (142)

1. Wright, A. C. Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B, 2010, 51, 1.
2. Bubnova, R. S. & Filatov, S. K. High-Temperature Crystal Chemistry of Borates and Borosilicates, Nauka, St. Petersburg, 2008.
3. Shul'ts, M. M., Vedishcheva, N. M., Shakhmatkin, B. A. & Starodubtsev, A. M. Sov. J. Glass Phys. Chem., 1985, 11, 299.
4. Krogh-Moe, J. Phys. Chem. Glasses, 1962, 3, 1.
5. Bray, P. J. & O'Keefe, J. G. Phys. Chem. Glasses, 1963, 4, 37.
6. Jellison Jr., G. E., Feller, S. A. & Bray, P. J. Phys. Chem. Glasses, 1978, 19, 52.
7. Kroeker, S., and Aguiar., P. M., Cerquiera, A., Okoro, J., Clarida, W., Doerr, J., Olesiuk, M., Ongie, G., Affatigato, M. & Feller, S.A. Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B, 2006, 47, 393.
8. Aguiar, P. M. & Kroeker, S. J. Non-Cryst. Solids, 2007, 353, 1834.
9. Ratai, E., Chan, J. C. C. & Eckert, H. Phys. Chem. Chem. Phys., 2002, 4, 3198.
10. Cormier, L., Calas, G. & Beuneu, B. J. Non-Cryst. Solids, 2007, 353, 1779.
11. Krogh-Moe, J. Acta Crystallogr., 1965, 18, 77.
12. Shultz, M. M., Vedishcheva, N. M. & Shakhmatkin, B. A. Thermochim. Acta, 1987, 110, 443.
13. Pritchard, H. O. & Skinner, H. A. Chem. Rev., 1955, 55, 745.
14. Shannon, R. D. & Prewit, C. T. Acta Crystallogr., 1969, B25, 925.
15. Shakhmatkin, B. A. & Vedishcheva, N. M. Fiz. Khim. Stekla, 1998, 24, 333.
16. Shakhmatkin, B. A., Vedishcheva, N. M. & Wright, A. C. Proc. XIX Int. Congr. Glass, Invited papers, Society of Glass Technology, Sheffield, 2001, p. 52.
17. Krogh-Moe, J. Phys. Chem. Glasses, 1962, 3, 101.
18. Bray, P. J. J. Non-Cryst. Solids, 1985, 75, 29.
19. Bray, P. J. Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 1986, 61, 121.
20. Griscom, D. L. In: Borate Glasses: Structure, Properties, Applications, Eds L. D. Pye, V. D. Fréchete & N. J. Kreidl, Plenum, New York, 1978, p. 11.
21. Feller, S. A. PhD Thesis, Brown Univ., 1980.
22. Dollase, W. A. Z. Kristallogr., 1965, 121, 369.
23. Bessedina, S. A., Konakov, V. G. & Schultz, M. M. Rev. Adv. Mater. Sci., 2002, 3, 37.
24. Shultz, M. M., and Borisova., N. V., Vedishcheva, N. M. & Pivovarov, M. M. Fiz. Khim. Stekla, 1981, 7, 107.
25. Zanoto, E. D. Private communication, 2009.
26. Kracek, F. C., Morey, G. W. & Merwin, H. E. Am. J. Sci., 1938, 35A, 143.
27. Sakka, S. & Mackenzie, J. D. J. Non-Cryst. Solids, 1971, 6, 145.
28. Boow, J. Phys. Chem. Glasses, 1967, 8, 45.
29. Leko, V. M., and Meshcheryakova., E. V., Gusakova, N. K. & Lebedeva, R. B. Opt. Mekh. Prom., 1974, 12, 42.
30. Shaw, R. R. & Uhlmann, D. R. J. Non-Cryst. Solids, 1971, 5, 237.
31. Low Expansion Materials, Corning Bulletin, 1969.
32. Shermer, H. F. J. Res. NBS, 1956, 56, 73.
33. Pavlova, G. A. & Amatuni, A. N. In: Fiziko-Khimicheskie Issledoveniya Struktury i Svoistv Kvartsevogo Stekla, Moscow, 1974, p. 130.
34. Pavlova, G. A. & Amatuni, A. N. Neorg. Mater., 1975, 11, 1686.
35. Nilsson, O., Sandberg, O. & Bäckström, G. Int. J. Thermophys., 1985, 6, 267.
36. Turdakin, V. A. & Tarasov, V. V. Zh. Neorg. Khim., 1966, 11, 931.
37. Tarasov, V. V., and Turdakin., V. A., Yunitskii, G. A. & Zhdanov, V. M. Zh. Fiz. Khim., 1967, 41, 430.
38. Casey, D. N., Hetherington, G., Winterburn, J. A. & Yates, B. Phys. Chem. Glasses, 1976, 17, 77.
39. Shelby, J. E. Private communication, 2009.
40. Foëx, M. C. R. Acad. Sci., 1939, 208, 278.
41. Young, J. C., and Glaze., F. W., Faick, C. A. & Fin, A. N. J. Res. NBS, 1969, 22, 453.
42. Shultz, M. M., and Borisova., N. V., Vedishcheva, N. M. & Pivovarov, M. M. Fiz. Khim. Stekla, 1979, 5, 36.
43. Toropov, N. A., and Bazakovskii., V. P., Lapin, V. V. & Kurtseva, N. N. In: Diagrammy Sostoyaniya Silikatnykh Sistem, Ed. N.A. Toropov, Vol. 1, Nauka, Leningrad, 1969, p. 163.
44. Shelby, J. E. & Downie, L. K. Phys. Chem. Glasses, 1989, 30, 151.
45. Shelby, J. E. & Ortolano, R. L. Phys. Chem. Glasses, 1990, 31, 25.
46. Wright, B. M. & Shelby, J. E. Phys. Chem. Glasses, 2000, 41, 192.
47. Eipeltauer, E. & Schaden, K. Glastechn. Ber., 1962, 35, 505.
48. Preston, E. J. Soc. Glass Technol., 1938, 22, 45.
49. Ota, R., Yamanaka, H. & Kunugi, M. In: High-Pressure Science and Technology, Proc. VI AIRAPT Conf., Boulder, CO, July 1977, Vol. 2, Plenum, New York, 1978, p. 209.
50. Manghnani, M. H. & Singh, B. K. Proc. X Int. Congr. Glass, Kyoto, 1974, 11, p. 104.
51. Samsoen, M. O. C. R. Acad. Sci., 1926, 183, 285.
52. Samsoen, M. O. Ann. Phys., 1928, 9, 35.
53. Shchakarov, S. A. & Myuller, R. L. Zh. Fiz. Khim., 1930, 1, 625.
54. Shchakarov, S. A. & Myuller, R. L. Z. Phys. Chem., 1930, A150, 439.
55. Seddon, E., Tippet, E. J. & Turner, W. E. S. J. Soc. Glass Technol., 1932, 16, 450.
56. Pant, A. K. & Cruickshank, D. W. J. Acta Crystallogr., 1968, B24, 13.
57. Nagel, S. R. PhD Thesis, Univ. Illinois, 1973.
58. Nagel, S. R. & Bergeron, C. G. J. Am. Ceram. Soc., 1974, 57, 129.
59. Nagel, S. R., Herron, L. W. & Bergeron, C. G. J. Am. Ceram. Soc., 1977, 60, 172.
60. Meiling, G. S. & Uhlmann, D. R. Phys. Chem. Glasses, 1967, 8, 62.
61. Shartsis, L., Capps, W. & Spinner, S. J. Am. Ceram. Soc., 1953, 36, 319.
62. Skornyakov, M. M., Kuznetsov, A. Ya. & Evstropiev, K. S. Zh. Fiz. Khim., 1941, 15, 116.
63. 2, Moscow-Leningrad, 1949, p. 36.
64. Bokin, P. Ya. & Galakhov, F. Ya. Neorg. Mater., 1970, 6, 2027.
65. Bresker, R. I. & Evstropiev, K. S. Zh. Prikl. Khim., 1952, 25, 905.
66. Weinberg, M. C., Uhlmann, D. R. & Poisl, W. H. In: Borate Glasses, Crystals & Melts, Eds A. C. Wright, S. A. Feller & A. C. Hannon, Society of Glass Technology, Sheffield, 1997, p. 63.
67. Krogh-Moe, J. Acta Chem. Scand., 1964, 18, 2055.
68. Huppertz, H. Z. Naturf., 2003, 58B, 257.
69. Emme, H., Weil, M. & Huppertz, H. Z. Naturf., 2005, 60B, 815.
70. Knyrim, J. S., and Schappacher., F. M., Pötgen, R., Schmedt auf der Günne, J., Johrendt, D. & Huppertz, H. Chem. Mater., 2007, 19, 254.
71. Gur'yanova, E. N. Zh. Strukt. Khim., 1975, 16, 143.
72. Knyrim, J. S., Roeßner, F., Jakob, S., Johrendt, D., Kinski, I., Glaum, R. & Huppertz, H. Angew. Chem. Int. Edn, 2007, 46, 9097.
73. Weiss, A. & Weiss, A. Naturwiss., 1954, 41, 12.
74. Weiss, A. & Weiss, A. Z. Anorg. Allgem. Chem., 1954, 276, 95.
75. Tetsuji, Y., Noboru, K., Shuichi, S. & Masayuki, Y. J. Non-Cryst. Solids, 2003, 321, 147.
76. Osipov, A. A. & Osipova, L. M. Fiz. Khim. Stekla, 2009, 35, 153.
77. Greaves, G. N. J. Non-Cryst. Solids, 1985, 71, 203.
78. Kamitsos, E. I. & Chryssikos, G. D. J. Molec. Struct., 1991, 247, 1.
79. Walrafen, G. E., Samanta, S. R. & Krishnan, P. N. J. Chem. Phys., 1980, 72, 113.
80. Tool, A. Q. & Hill, E. E. J. Soc. Glass Technol. Trans., 1925, 9, 185.
81. Hägg, G. J. Chem. Phys., 1935, 3, 42.
82. Gurr, G. E., and Montgomery., P. W., Knutson, C. D. & Gorres, B. T. Acta Crystallogr., 1970, B26, 906.
83. Shultz, M. M., Vedishcheva, N. M. & Shakhmatkin, B. A. In: Fizika i Khimiya Silicatov (Physics and Chemistry of Silicates), Eds M. M. Shultz & R. G. Grebenshchikov, Nauka, Leningrad, 1987, p. 5.
84. Krogh-Moe, J. Phys. Chem. Glasses, 1965, 6, 46.
85. Borrelli, N. F. & Su, G.-J. Phys. Chem. Glasses, 1963, 4, 206.
86. Desa, J. A. E., and Wright., A. C., Wong, J. & Sinclair, R. N. J. Non-Cryst. Solids, 1982, 51, 57.
87. Everstejin, F. C., Stevels, J. M. & Waterman, H. I. Phys. Chem. Glasses, 1960, 1, 122.
88. Macedo, P. B., Capps, W. & Litovitz, T. A. J. Chem. Phys., 1966, 44, 3357.
89. Napolitano, A., Macedo, P. B. & Hawkins, E. G. J. Am. Ceram. Soc., 1965, 48, 613.
90. Vedishcheva, N. M., Shakhmatkin, B. A. & Wright, A. C. Phys. Chem. Glasses, 2000, 41, 260.
91. Krogh-Moe, J. Phys. Chem. Glasses, 1960, 1, 26.
92. Krogh-Moe, J. Arkiv Kemi, 1959, 14, 553.
93. Wright, A. C., Sumner, D. J. & Clare, A. G. In: The Structure of Non Crystalline Materials 1982, Eds P. H. Gaskell, J. M. Parker & E. A. Davis, Taylor & Francis, London, 1983, p. 395.
94. Thorpe, M. F. Flexibility and Mobility in Networks, In: Encyclopædia of Complexity and Systems Science (Springer Science), in press.
95. Grimsditch, M., Polian, A. & Wright, A. C. Phys. Rev., 1996, B54, 152.
96. Wright, A. C., and Stone., C. E., Sinclair, R. N., Umesaki, N., Kitamura, N., Ura, K., Ohtori, N. & Hannon, A. C. Phys. Chem. Glasses, 2000, 41, 296.
97. Bray, P. J., Kline, D. & Poch, W. Glastechn. Ber., 1966, 39, 175.
98. Misawa, M. J. Non-Cryst. Solids, 1990, 122, 33.
99. Anderson, O. L. & Diens, G. J. In: Non-Crystalline Solids, Ed. V.D. Fréchete, Wiley, New York, 1960, p. 449.
100. Vukcevich, M. R. J. Non-Cryst. Solids, 1972, 11, 25.
101. Gibbs, G. V., and Hamil., M. M., Louisnathan, S. J., Bartell, L. S. & Yow, H. Am. Miner., 1972, 57, 1578.
102. Shackelford, J. F. J. Non-Cryst. Solids, 1980, 42, 165.
103. Shackelford, J. F. & Brown, B. D. J. Non-Cryst. Solids, 1981, 44, 379.
104. Nekrasov, B. V. Osnovy Obshchey Khimii, Khimiya, Moscow, 1967.
105. Karapetiants, M. X. & Drakin, S. I. Obshchaya i Neorganicheskaya Khimiya, Khimiya, Moscow, 1994.
106. Sales, B. C., and Ramsey., R. S., Bates, J. B. & Boatner, L. A. J. Non-Cryst. Solids, 1986, 87, 137.
107. Vedishcheva, N. M. & Wright, A. C. in preparation.
108. st Century, Adv. Mater. Res. 39-40, Eds M. Liška, D. Galusek, R. Klement & V. Petrušková, Trans Tech, Stafa-Zurich, 2008, p. 103.
109. Yun, Y. H. & Bray, P. J. J. Non-Cryst. Solids, 1981, 44, 227.
110. Feller, S. A., Dell, W. J. & Bray, P. J. J. Non-Cryst. Solids, 1982, 51, 21.
111. Jellison Jr., G. E. & Bray, P. J. J. Non-Cryst. Solids, 1978, 29, 187.
112. Jellison, Jr., G. E. PhD Thesis, Brown Univ., 1977.
113. Osipov, A. A. Private communication, 2008.
114. Kamitsos, E. I., Karakassides, M. A. & Chryssikos, G. D. Phys. Chem. Glasses, 1987, 28, 203.
115. Trap, H. J. L. & Stevels, J. M. Glastechn. Ber., 1959, 32K, VI/31.
116. Kim, K. S. & Bray, P. J. J. Nonmetals, 1974, 2, 95.
117. Mustarelli, P. Private communication, 2009.
118. Baugher, J. F. & Bray, P. J. Phys. Chem. Glasses, 1969, 10, 77.
119. Osipov, A. A. & Osipova, L. M. Fiz Khim. Stekla, 2009, 35, 167.
120. Zwanziger, J. W. Private communication, 2009.
121. Nascimento, M. L. F., and Souza., L. A., Ferreira, E. B. & Zanoto, E. D. J. Non-Cryst. Solids, 2005, 351, 3296.
122. Krogh-Moe, J. Arkiv Kemi, 1958, 12, 475.
123. Feller, S., Affatigato, M., Giri, S. K., Basu, A. & Kodama, M. Phys. Chem. Glasses, 2003, 44, 117.
124. Boulos, E. N. & Kreidl, N. J. J. Am. Ceram. Soc., 1971, 54, 368.
125. Piguet, J. L. & Shelby, J. E. J. Am. Ceram. Soc., 1985, 68, 450.
126. Markin, B. I. Zh. Obshch. Khim., 1941, 11, 285.
127. Kamiya, K., Sakka, S., Matusita, K. & Yoshinaga, K. J. Non-Cryst. Solids, 1980, 38-39, 147.
128. Markin, B. I. In: Fizika Tverdogo Tela, Vol. 1, Leningrad, 1959, p. 206.
129. Markin, B. I. Zh. Tekhn. Fiz., 1952, 22, 941.
130. Sakka, S., Kamiya, K. & Ozawa, B. J. Am. Ceram. Soc., 1977, 60, 285.
131. Sakka, S., Matusita, K. & Kamiya, K. Phys. Chem. Glasses, 1979, 20, 25.
132. Kamiya, K., Sakka, S., Mizuno, T. & Matusita, K. Phys. Chem. Glasses, 1981, 22, 1.
133. Nemilov, S. V. Zh. Fiz. Khim., 1973, 47, 1479.
134. Urnes, S. Phys. Chem. Glasses, 1972, 13, 77.
135. Houde-Walter, S. N., Inman, J. M., Dent, A. J. & Greaves, G. N. J. Phys. Chem., 1993, 97, 9330.
136. Kuzmin, A., Dalba, G., Fornasini, P., Rocca, F. & Šipr, O. Phys. Rev., 2006, B73, 174110.
137. Dalba, G., Afify N. D. & Rocca, F. Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B, 2008, 49, 149.
138. Shelby, J. E. J. Am. Ceram. Soc., 1983, 66, 225.
139. Kodama, M. & Kojima, S. In: Borate Glasses, Crystals & Melts, Eds A. C. Wright, S. A. Feller & A. C. Hannon, Society of Glass Technology, Sheffield, 1997, p. 181.
140. Ratai, E.-M., Janssen, M., and Epping., J. D., Chan, J. C. C. & Eckert, H. Phys. Chem. Glasses, 2003, 44, 45.
141. Ravaine, D., Azandegle, E. & Souquet, J. L. Silic. Ind., 1975, 40, 333.
142. Shakhmatkin, B. A., Vedishcheva, N. M. & Wright, A. C. In: Borate Glasses, Crystals & Melts, Eds A. C. Wright, S. A. Feller & A. C. Hannon, Society of Glass Technology, Sheffield, 1997, p. 189.