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Dynamics of ions in inorganic glasses of variable composition as probed by wide range conductivity spectroscopy

Im Niederfrequenzbereich gemessene Leitfähigkeitsspektren von glasigem B2O3 zeigen ein ausgesprochenes NCL-Verhalten. In glasigem 0.3[xLi2O(1-x)Na2O]0.7B2O3 wurden Mischalkalieffekte sowohl in den Gewichten der Jonscher-Beiträge und des NCL als auch den zusammensetzungs- und temperaturabhängigen Formen der Leitfähigkeitsspektren sowie dem Skalenfaktor gefunden. Bei hohen Frequenzen weisen die reduzierten Spektren nahezu keine Temperaturabhängigkeit auf. In Leitfähigkeitsspektren von Aluminosilikatgläsern konnte bei niedrigen Temperaturen ein deutliches NCL-Verhalten beobachtet werden. In diesem Glassystem ist die Form der Leitfähigkeitsisothermen temperaturunabhängig. Der Austausch von SiO2 durch Al2O3 und die Variation des Na2O-Gehaltes veränderte nicht die Form der Leitfähigkeitsspektren. In glasigem 0.2Na2O 0.2Al2O3 0.6SiO2 ist die Mobilität der Na-Ionen sehr viel höher als in glasigem 0.2Na2O0.8SiO2. Die Leitfähigkeit steigt mit dem Na2O-Gehalt.

The conductivity spectra of the unmodified vitreous B2O3 show a pronounced nearly constant loss behavior. At low frequencies, mixed alkali effects in the weights of both conductivity contributions resulting from the Jonscher power law and the nearly constant loss, the composition- and temperature-dependent shape of the conductivity spectra and the shifting factor, have been found in glassy 0.30[xLi2O(1-x)Na2O]0.70B2O3. At high frequencies, the reduced spectra show almost no temperature dependence which are caused by anharmonic vibrations of ions in the vicinity of network counter charges and/or local fluctuations of the jelly-fish type. The nearly constant loss behavior is clearly observed at very low temperatures and the shape of the conductivity isotherm is temperature-independent in the studied sodium alumino-silicate glasses. The conductivity spectra do not change with the substitution of SiO2 by Al2O3 and the amount of sodium oxide. The mobility of sodium ions in glassy 0.20Na2O0.20Al2O30.60SiO2 is much higher than that in glassy 0.20Na2O0.80SiO2. The conductivity increases with the sodium oxide content.

Titel: Dynamics of ions in inorganic glasses of variable composition as probed by wide range conductivity spectroscopy
Verfasser: Gao, Yong
Gutachter: Cramer-Kellers, Cornelia Normdaten
Organisation: FB 12: Chemie und Pharmazie
Dokumenttyp: Dissertation/Habilitation
Medientyp: Text
Erscheinungsdatum: 2002
Publikation in MIAMI: 16.02.2003
Datum der letzten Änderung: 14.06.2016
Schlagwörter: Ionic Dynamics; Ionic Conductivity Spectra; Borate Glass; Alumino-silicate Glass; Mixed Alkali Effect
Fachgebiete: Chemie
Sprache: Englisch
Format: PDF-Dokument
URN: urn:nbn:de:hbz:6-85659549446
Permalink: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:6-85659549446
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