Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
205
T1: P–72 
Structural and microstructural comparison of bioactive glasses from 
binary system obtained by different methods 
 
Aleksandra Wajda
1
, and Maciej Sitarz
1
 
 
1 
Faculty of Materials Science and Ceramics, AGH University of Science and Technology, 
Mickiewicza 30, 30-059 Cracow, Poland, e-mail: [e-mail] 
 
 
Bioactive glasses and glass ceramics have been extensively investigated for applications as 
bone implants because  of their  ability to  form  a  bond  to living bone  when  they  are in contact 
with  biological  fluids  [1].  Bioactive  glasses  can  be  obtained  by  both  conventional  melt-
quenching  route  and  by  low-temperature  chemistry-based  sol-gel  process.  The  structure, 
microstructure  and  levels  of  bioactivity  are  influenced  not  only  by  the  glass  composition,  but 
also by synthesis routes: melting versus sol–gel [2]. Thus, it is important to compare, with the 
use of the same instrumental analysis methods, the physical and chemical properties of bioactive 
glass powders from identical system produced through melting and sol-gel process [3]. 
 
 
Two  bioactive  glasses  from  SiO
2
-CaO  system  were  obtained  by  sol-gel  and  melting 
techniques. The effect of two different glass obtaining methods was investigated using X-ray, IR 
and Raman spectroscopy. The measurements allowed to show the significant differences in the 
glasses  structure.  BET  analysis  provided  information  about  precise  specific  surface  area 
evaluation of the obtained materials. Moreover microstructure bioactivity and thermal properties 
of all glasses were compared to demonstrate differences in applications properties.  
 
Keywords: bioactive glasses; FTIR spectroscopy; glass structure; sol-gel derived glass; melt-derived glass  
 
Acknowledgment 
This work was supported by NCN project “Bioactive silico-phosphate glassy and glass-crystalline materials 
containing antibacterial ions 2016/20/T/ST8/00204”. 
 
References  
[1]  L.L. Hench, J.K. West, Biological applications of bioactive glasses, Life Chem. Rep. 13 (1996) 187. 
[2]  P. Sepulveda, J.R. Jones, L.L. Hench, J. Biomed. Mater. Res. 61 (2002) 301. 
[3]  D.C. Greenspan, J.P. Zhong, X.F. Chen, G.P. La Torre, Bioceramics. 10 (1997) 391.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
206
T1: P–73 
Spectroscopic studies of structural interactions 
in silicate-borate-phosphate glass 
 
Barbara Łagowska
1
, Maciej Sitarz
1
, and Magdalena Szumera
1
 
 
1 
AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramic, 
Department of Ceramics and Refractories, 30 A. Mickiewicza av., 30-059, Krakow, Poland, 
e-mail: [e-mail] 
 
 
Glass,  in  its  various  forms,  represents  one  of  the  largest  single  outlet  for  boron  products. 
Boron is a  powerful  glass component and  also confers  high  chemical  resistance for  glasses in 
general.  As  a  component  it  works  by  reducing  melting  point,  viscosity,  thermal  expansion 
coefficient,  and  increasing  transparency  and  brightness,  and  even  heat  resistance  of  the  glass. 
Almost every time the use of boron improves fluxing capabilities of a batch, reduces glass batch 
melting temperature and also reduces the tendency of glass to crystallization. 
 
These specific properties arise from a structural role played by boron in the glass structure. 
Boron is a network former and is fully integrated to the glass structure in the form of different 
structural units, in which its coordination can be either three-fold and/or four-fold. Its role and 
influence  on  the  glass  structure  is  well  known.  It  mainly  concerns  borosilicate  and 
borophosphate glass, which contains two types of network formers ie. SiO
2
 and P
2
O
5
. Due to the 
lack of literature data about glass additionally containing B
2
O
3
 in its composition, the structural 
features of boron in silicate-borate-phosphate glass are reviewed. The different boron-containing 
units  and  spectroscopic  techniques  (X-ray  method,  SEM-EDS,  Raman  and  MAS-NMR 
spectroscopies) used to identify them are described.  
 
Glasses from a SiO
2
-P
2
O
5
-K
2
O-CaO-MgO system modified by B
2
O
3
 addition were analysed. 
The increasing amount of B
2
O
3
 was introduced at the cost of the decreasing amount of MgO and 
CaO, with the constant MgO/CaO ratio. It has been found that the range of glass forming ability 
is  high,  and  samples  containing  up  to  28  mol.  %  of  B
2
O
3
  were  amorphous.  Simultaneously, 
phase  separation  was  found  in  the  samples  containing  above  10%  mol.  of  B
2
O
3
.  Using 
spectroscopic  methods  it  was  found  that  the  analysed  glass  samples  contained  triangular  and 
tetrahedral boron groups along with Si–O and P–O vibtarions. The structural studies indicate the 
coexistence of BO
3
 and BO
4
 structural groups but only in the case of higher content of B
2
O
3
 in 
the  glass  chemical  composition  (above  12  mol.%).  The  existence  of  Si–O–Si,  P–O–P  and                     
B–O–Si vibrations was also confirmed  
 
In summary, it is concluded that the increasing content of B
2
O
3
 in the structure of glass from 
SiO
2
-B
2
O
3
-P
2
O
5
-K
2
O-MgO-CaO system results in gradual increase of degree of silicate-borate-
phosphate framework polymerization. 
 
Keywords: silicate glasses; FTIR; Raman and MAS NMR spectroscopy 
 
Acknowledgments 
The work was supported by  Faculty  of Materials Science and Ceramics, AGH University of Science and 
Technology No11.11.160.617.
  
 
 
 
 
 
 

---