Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 6: Poster

DF 6.15: Poster

Mittwoch, 28. März 2001, 14:30–18:00, Foyer S3

Impedanzspektroskopie an wasserhaltigen Alumosilikatgläsern — •Regina Kappes^1,2, Paul Heitjans¹ und Harald Behrens² — ¹Institut für Physikalische Chemie, Uni Hannover, Callinstraße 3a, 30167 Hannover — ²Institut für Mineralogie, Uni Hannover, Welfengarten 1c, 30167 Hannover

Wasser liegt in Silikatgläsern sowohl in dissoziierter (z.B. Protonen und Hydroxylgruppen) als auch in undissoziierter Form (H₂O-Moleküle) vor. In der vorliegenden Arbeit wurde mittels Impedanzspektroskopie untersucht, inwieweit das eingebaute Wasser direkt oder indirekt die Ionenleitfähigkeit der Gläser beeinflußt. Es wurden an Li-freien Gläsern mit den Trockenzusammensetzungen Al_0.05Si_0.95O_1.975, Al_0.1Si_0.9O_1.95 und SiO₂ mit jeweils 4 Gew% Wasser sowie an Li-haltigen Gläsern mit den Trockenzusammensetzungen LiAlSi₂O₆, LiAlSi₃O₈ und LiAlSi₄O₁₀, jeweils trocken und mit 4 Gew% Wasser, Leitfähigkeitsspektren im Bereich ν= 5 Hz...13 MHz bei Temperaturen T=350 K...575 K gemessen.

Die Li-haltigen Gläsern weisen eine meßbare Gleichstromleitfähigkeit σ_dc auf, die auf Li-Diffusion zurückzuführen ist. Die spezifische Leitfähigkeit der wasserhaltigen Gläser ist geringer als die der wasserfreien. Die Aktivierungsenergie der zugrundeliegenden Diffusionsprozesse wurde zu (69±3) kJ/mol für die wasserfreien und (80±3) kJ/mol für die wasserhaltigen Li-Alumosilikatgläser bestimmt. Dies kann erklärt werden durch die unterschiedliche Umgebung der Li-Ionen in den Gläsern. Die Li-freien Alumosilikatgläser zeigen keine meßbare Gleichstromleitfähigkeit. In den betrachteten Gläsern ist demnach kein signifikanter Beitrag der Protonenleitfähigkeit zu beobachten.