hrvatski

Utjecaj strukturnih promjena izazvanih induciranom kristalizacijom na električna svojstva ZnO-Fe2O3-P2O5 stakla

Istraživanja fosfatnih stakala potaknuta su njihovom raznolikom uporabom u elektronici i biomedicini. Zbog kemijske stabilnosti koja se može usporediti s borosilikatnim staklima, cink željezno fosfatna stakla posebno su zanimljiva kao dobri kandidati za pohranjivanje nuklearnog otpada [1]. Dosadašnja istraživanja pokazala su da se induciranom i kontroliranom kristalizacijom stakala može prirediti širok spektar staklo-keramike s poboljšanim svojstvima pogodnim za različite tehnološke primjene. U posljednje vrijeme od posebnog su interesa istraživanja električnih svojstava kristaliziranih uzoraka zbog povećanja električne provodnosti uzrokovane strukturnim promjenama [2]. Cilj ovog istraživanja bio je proučiti utjecaj inducirane kristalizacije na strukturna i električna svojstva cink željezno fosfatnih stakala. Zbog postojanja željeza u dva različita oksidacijska stanja, Fe2+ i Fe3+, istraživano staklo pokazuje elektronsku vodljivost koju opisujemo mehanizmom „preskoka malog polarona“. Poznavanje procesa kristalizacije u željezno fosfatnim staklima trebalo bi ponuditi objašnjenje za značajan porast električne provodnosti u djelomično kristaliziranim uzorcima. Stakla iz serije 10ZnO–30Fe2O3–60P2O5 termički su obrađivana 24 h na temperaturama između temperature staklenog prijelaza, Tg, i TC2 određenih iz DTA krivulji. Strukturne promjene uzrokovane termičkom obradom praćene su rendgenskom difrakcijskom analizom (XRD) i Ramanovom spektroskopijom, mikrostruktura je istraživana pomoću pretražne elektronske mikroskopije (SEM), dok su električna svojstva analizirana impedancijskom spektroskopijom (IS) u širokom frekvencijskom i temperaturnom području. U početnom stadiju kristalizacije [3] dolazi do pojave izoliranih aglomerata sastavljenih od Fe3(P2O7)2 što uzrokuje pad električne provodnosti. Daljim povećanjem temperature termičke obrade zbog izraženije kristalizacije dolazi do porasta provodnosti za dva reda veličine zbog stvaranja pogodnih vodljivih staza.[1] S.T. Reis, M. Karabulut, D.E. Day, J. Non-Cryst. Solids 292 (2001) 150. [2] J.E. Garbarczyk, M. Wasiucionek, P. Jozwiak, J.L. Nowinski, C.M. Julien, Solid State Ionics 180 (2009) 531. [3] A. Moguš-Milanković, K. Sklepić, Ž. Skoko, L. Mikac, S. Musić, D.E. Day, J. Am. Ceram. Soc. 95 (2012) 303.

cink željezno fosfatno staklo; kristalizacija; strukturne ppromjene; električna svojstva

nije evidentirano