Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 5: Gl
äser II (gemeinsam FV DF/DY)

DF 5.9: Vortrag

Dienstag, 12. März 2002, 16:55–17:10, 23

Ionentransport in Na-Rb Mischalkali-Boratgläsern — •S. Voss, A.W. Imre und H. Mehrer — Institut für Materialphysik, Wilhelm–Klemm–Str. 10, 48149 Münster, Westfälische–Wilhelms–Universität Münster, Sonderforschungsbereich 458

Wir haben eine Serie von Na-Rb-Boratgläseren der Zusammensetzungen 0.2[X Na₂O (1-X) Rb₂O]0.8 B₂O₃ mit X zwischen 0 und 1 durch Aufschmelzen von Alkali–Karbonaten und Di-Bortrioxid hergestellt. Während sich die Dichte ϱ und das Molvolumen V_mol der hergestellten Gläser annähernd linear mit der Zusammensetzung ändern, zeigt die Glastemperatur T_G ein Minimum zwischen X=0.2 und 0.4. Mittels Impedanzspektroskopie wurde die komplexe Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur in einem Frequenzbereich von 5 Hz bis 1.3 MHz gemessen. Der effektive Diffusionskoeffient D_σ der beweglichen Alkali-Ionen wurde aus der Gleichstrom–Leitfähigkeit über die Nernst–Einstein Gleichung ermittelt. Die Diffusionskoeffizienten zeigen bei X≃ 0.4 ein Minimum und die entsprechenden Aktivierungsenthalpien ein Maximum, was auf einen Mischalkalieffekt hindeutet. Die Temperaturabhängigkeit von D_σ lässt sich annähernd mit einem Arrhenius–Verhalten beschreiben. Die beobachteten Abweichungen sind bei X≃ 0.4 am stärksten ausgeprägt. Für eine Isotherme bei ca. 40 K unterhalb von T_G wurde die Zeitabhängigkeit von D_σ für ein 0.2 Na₂O 0.8 B₂O₃ Glas untersucht. Die beobachtete Abnahme wird einer strukturellen Relaxation des umgebenen Netzwerkes zugeschrieben und ist bei einem Vergleich von D_σ mit dem Tracerdiffusionskoeffizienten unbedingt zu berücksichtigen.