International Science and Technology Journal

Home < Articles < Article Details

Temperature Dependence of Dielectric Conductivity of Borosilicate Glasses Modified by Iron Oxide

الملخص
تم قياس التوصلية الكهربية المعتمدة على درجة الحرارة لزجاج xFe2O3.(43-x) B2O3.25SiO2.30Na2O.2Al2O3 في نطاق درجات حرارة يتراوح بين 40 و400 درجة مئوية. يتبع هذا الاعتماد علي معادلة أرينيوس , كما يتضح من السلوك الأسّي للتوصيلية مع درجة الحرارة. يمكن ربط الآلية المسؤولة عن التوصيلية الكهربية عبر شبكة الزجاج المحلية بحركة أيونات الصوديوم والقفز الإلكتروني لأيونات الحديد. من خلال النتائج، وُجد أن التوصيل الكهربائي يزداد مع ارتفاع درجة الحرارة، نظرًا لتنشيط حاملات الشحنة حراريًا. بالإضافة، تأثرت كلا من التوصيلية الكهربية وطاقة التنشيط بشكل كبير بإضافة أكسيد الحديد خاصة عند التركيزات العالية والتي قد تكون مرتبطة بآليتي التوصيل المختلفتين اللتين تعتمدان بشكل مباشر على تركيب الشبكة الهيكلية للزجاج قيد الدراسة............... الكلمات المفتاحية: ............زجاج البوروسيليكات, أكسيد الحديد, الخصائص الكهربية, الوحدات التركيبية, التوصيلية الكهربية, معادلة أرينيوس
Abstract
The temperature dependent conductivity of xFe2O3. (43-x) B2O3. 25SiO2. 30Na2O. 2Al2O3 glass system in the composition range of 1 - 12 mol% Fe2O3 was measured over temperature range from 40-400oC. The observed dependence follows simple Arrhenius relation as evidenced by the exponential variation of conductivity with temperature. The mechanism responsible for DC conductivity is primarily governed by the transport of sodium ions and electronic hopping of iron charge careers through the localized glass network. The electrical conductivity was found to be increased with raising temperature due to the thermal activation of the charge carriers. Both DC conductivity and activation energy values were significant effected by Fe2O3 addition- especially at higher content- which may be correlated with the variation in the two distinct conduction mechanisms present in the studied glass system................ Keywords:................ Borosilicate glasses, Iron oxide, Electrical properties, Structural units, DC conductivity, Arrhenius formula