STRUCTURE AND PROPERTIES OF TiO₂-SiO₂ AND TiO₂-GeO₂ GLASSES

Résumé
La coordinence des ions Ti⁴⁺ dans les verres à faible expansion TiO₂-SiO₂ préparés par la technique sol-gel à partir des alcoxides et dans les verres TiO₂-GeO₂ obtenus par fusion a été étudiée en suivant leur aptitudes à la cristallisation et par spectroscopie IR. Dans ces verres SiO₂ précipite sous forme de α-cristobalite et GeO₂ sous forme de α-quartz contenant des ions Ti⁴⁺ à coordinence 4. Les spectres infrarouges de ces verres ressemblent beaucoup à ceux des produits cristallisés correspondants. Ceci suggère que les ions Ti⁴⁺ ont la coordinence 4 par rapport à l'oxygène dans ces verres SiO₂-TiO₂ comme pour les verres obtenus par décomposition à la flamme des phases gazeuses. De même les ions Ti⁴⁺ sont tétracoordinés dans les verres TiO₂-GeO₂.

Abstract
The coordination of Ti⁴⁺ ions in the low expansion TiO₂-SiO₂ glasses made from metal alkoxides by the sol-gel technique and TiO₂-GeO₂ glasses made by melting was investigated on the basis of the observation of crystallization behavior and the infrared spectroscopy. The α-cristobalite type SiO₂ and α-quartz type GeO₂ crystals containing 4-fold coordinated Ti⁴⁺ ions precipitated in the TiO₂-SiO₂ and TiO₂-GeO₂ glasses. Infrared spectra of the glasses were very similar to the corresponding crystallized products. These facts suggest that the Ti⁴⁺ ions in the TiO₂-SiO₂ glasses are 4-fold coordinated with oxygens as in the glasses made by the high temperature flamespray technique, and that Ti⁴⁺ ions in the TiO₂-GeO₂ glasses are also in 4-fold coordination.