9172401564

2. Sn0₂ - modyfikator matrycy krzemionkowej 2.1. Właściwości i struktura Sn0₂

Tlenek cyny (IV) występuje w przyrodzie jako minerał kasyteryt, mający strukturę rutylu (Rys.13). Znane są również inne odmiany krystalograficzne (heksagonalna i tetragonalna). Tlenek cyny (IV) otrzymuje się laboratoryjnie przez rozpuszczenie cyny w kwasie azotowym. W wyniku tej reakcji otrzymujemy kwas P-cynowy. Natomiast hydroliza wodnych roztworów soli cyny (IV) daje kwas a-cynowy. W wyniku prażenia obu tych kwasów powstaje Sn0₂.

Kasyteryt i sztucznie otrzymany tlenek są całkowicie nierozpuszczalne w wodzie, działają na nie jedynie stężone roztwory kwasów i zasad. Ze stopionymi wodorotlenkami metali alkalicznych tlenek cyny (IV) daje cyniany, a w obecności siarki - tiocyniany [34]. Masa cząsteczkowa dwutlenku cyny wynosi 150,69. Temperatura topnienia 1127°C, natomiast temperatura wrzenia zawiera się w przedziale od 1800 do 1900°C.

Rysunek 13. Komórka elementarna struktury krystalicznej Sn0₂. Jest to jedna z trzech odmian tego tlenku, rombowa - kasyteryt [35]

Dwutlenek cyny jest półprzewodnikiem typu n z szeroką przerwą energetyczną (Eg= 3,6 eV), a więc w temperaturze pokojowej oraz w czystej postaci wykazuje właściwości charakterystyczne dla izolatorów. Powszechnie akceptowanym poglądem jest przyjęcie przewodnictwa tlenku w masie dzięki defektom niestechiometrycznym (Sn0₂-_x). Ogólną naturę półprzewodnictwa tlenku cyny (IV) opisał i uzasadnił Vicent [36] określając dwa mechanizmy mające wpływ na proces przewodnictwa:

•    Niestechiometryczność (obecność defektów sieciowych)

•    Zmiana walencyjności (domieszkowanie jonami metali o innej strukturze elektronowej)

22