hrvatski

Utjecaj kristalizacije na električna svojstva željeznih fosfatnih stakala

Pojava nanokristala u staklu dovodi do promjena svojstava otvarajući time nova područja primjene i istraživanja djelomično kristaliziranih stakala. Svrha je ovoga rada istražiti utjecaj kristalizacije na električna svojstva željeznih fosfatnih stakala. Željezna fosfatna stakla, sastava 40Fe2O3-60P2O5, pripremljena su taljenjem na 1200 °C početnih supstancija Fe2O3 i NH4H2PO4 i napuštanjem 8 h na temperaturi od 450 °C. Kristalizacija stakala provedena je grijanjem staklenih pločica na 490, 560, 590, 650, 724 i 804 °C i 24 h. Nakon svake kristalizacije istražena su strukturna i električna svojstva kristaliziranih uzoraka. Električna su svojstva mjerena impedancijskom spektroskopijom u širokom frekvencijskom 0, 01 Hz do 4 MHz i temperaturnom području od 30 do 200 °C. Strukturna su svojstva istražena rentgenskom difrakcijskom analizom (XRD) i Ramanskom spektroskopijom. Mikrostruktura kristaliziranih uzoraka je ispitivana pretražnim i transmisijskim elektronskim mikroskopom, (SEM i TEM). Rentgenska je difrakcija pokazala nastajanje Fe2(P2O7)3 FePO4 i Fe4(P2O7)3 kristalnih faza. Kristalizacijom na 490 °C (ispod Tg) elektronskom je mikroskopijom utvrđena površinska kristalizacija stakla. Iznad 490 °C uočena je daljnja površinska kristalizacija sa spinodalnim rastom kristala u volumen uzorka. Pojava dva polukruga u kompleksnom impedancijskom spektru, Z*(ω ) rezultat je nastajanje nanokristala. Iz kompleksnog impedancijskog spektra izračunati su metodom najmanjih kvadrata doprinosi staklene matrice, nano- i mikro- kristalita ukupnoj električnoj vodljivosti uzorka. Električna provodnost pada nakon kristalizacije na 490 °C, dok kristalizacija na višim temperaturama doprinosi povećanju ukupne provodnosti. Rezultati dobiveni modeliranjem ekvivalentnog kruga upućuju na promjenu mehanizma vodljivosti, od vodljivosti kod homogenog stakla do vodljivosti unutar kristalnih zrna kod potpuno kristaliziranih uzoraka.

fosfatna stakla; kristalizacija. impedancijska spektroskopija; elektronska mikroskopija

nije evidentirano