Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Царевский Е.Н. -> "Свойства и разработка новых оптических стекол" -> 47

Свойства и разработка новых оптических стекол - Царевский Е.Н.

Царевский Е.Н. Свойства и разработка новых оптических стекол — Л.: Машиностроение, 1977. — 216 c.
Скачать (прямая ссылка): svoystvairazrabotkaopticheskihstekol1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 41 42 43 44 45 46 < 47 > 48 49 50 51 52 53 .. 91 >> Следующая

3. Энергия активации ионной релаксации совпадает в пределах погрешности эксперимента с энергией активации электропроводности [9, 25, 35].
4. Характер распределения времен ионной релаксации мало зависит у силикатных стекол от состава стекла и очень близок к характеру распределения времен релаксации кремнекислородной сетки.
Перечисленные факты не позволяют принять простую и, на первый взгляд, вполне логичную схему возникновения процесса ионной релаксации, основанную на предположении о решающей роли статистического распределения потенциальных барьеров в стекле [29, 35]. Действительно, из этой схемы (рис. 10) следует, что процесс сквозной проводимости определяется максимальными потенциальными барьерами, а процесс ионной релаксации — барьерами меньшей высоты. В этом случае влияние температуры на два указанных процесса было бы существенно различным, что противоречит эксперименту.
116
Интересна попытка Р. Чарлза [21 ] обойти указанную трудность на основе предположения о том, что вращение щелочного иона около немостикового иона кислорода (своеобразная ориентационная поляризация) может осуществляться лишь в результате двух актов переброса щелочных ионов от одного немостикового кислородного иона к другому (рис. 11). Эти акты переброса (рис. 11, а—в)
Рис. 10. Схема распределения потенциальных барьеров в стекле
связываются автором с процессом сквозной проводимости. Вращение же щелочного иона около иона кислорода представляет собой единичный акт процесса ионной релаксации.
Эта схема получила поддержку многих исследователей. Против нее однако имеется одно серьезное возражение. По Р. Чарлзу, еди-
а)
С?
Рис. 11. Схема, иллюстрирующая механизм тепловой ионной релаксации по Р. Чарлзу:
/ — иемостнковые ноны кислорода; 2 — иоиы натрия
Рис. 12. Температурная зависимость электропроводности натриевокальциевосиликатного стекла:
1 — при постоянном напряжении; 2 — прн f — 60 Гц; 3 — при f = 1 кГц; —-----------— экстраполяция
ничный акт ионной релаксации может происходить лишь как ре-зультат двух актов, определяющих сквозную проводимость. Между тем, в низкотемпературной (высокочастотной) области исследований ионной релаксации удельная электропроводность, определенная при переменном напряжении, в десятки и сотни раз превосходит электропроводность, определенную при постоянном напряжении (рис. 12) *. Это эквивалентно такому же превышению тока
* Рис. 12 взят из работы [111, в которой использованы данные Д. Робинсона.
117
ионной релаксации над током сквозной проводимости в опытах при постоянном напряжении. Таким образом, можно заключить, что в первый период времени после подачи напряжения число актов ионной релаксации (актов локального смещения ионов) во много раз превышает число актов, определяющих сквозную проводимость. Такой результат механизмом Р. Чарлза объяснен быть не может.
В настоящее время наиболее реальными для структурной интерпретации явления ионной релаксации представляются варианты (рис. 13, 14), один из которых предложен Дж. Изардом [26], дру-
гой, по-видимому, совершенно независимо воспроизведен X. На-микавой [31 ]. Если предположить, что проводящие ионы в стекле могут двигаться лишь по каналам сложной конфигурации, то вклад в ионную релаксацию будет вносить движение иона по любому участку канала, направление которого не строго перпендикулярно направлению поля. Сквозная же проводимость будет определяться лишь теми каналами, которые соединяют накоротко противоположные электроды.
Можно полагать, что активационные барьеры, преодолеваемые ионами при движении по каналам, будут близки по величине. Распределение времен релаксации определится разной длиной тех или иных участков каналов, а также разницей в углах между направлениями участков каналов и направлением электрического поля.
Физико-химическое обоснование этой схемы может быть найдено в работах Р. Л. Мюллера [13], который показал, что в щелочносиликатных стеклах есть основания ожидать образования слоев или цепочек щелочных ионов. В свою очередь в работах Л. С. Ястребовой [17] приведены данные, которые можно считать убедительным подтверждением реальности существования таких цепочек или слоев в стеклах.
В заключение следует отметить, что предположение о наличии в стеклах цепочечной или слоистой неоднородности должно при-
118
С
Рис. 13. Схема пути щелочного иона в стекле (по Дж. Изарду)
Рис. 14. Схема пути щелочного иона в стекле (по X. Намикаве)
водить к выводу о том, что высота потенциальных барьеров, которые приходится преодолевать частицам, определяющим вязкое' течение (независимо от вида частиц и характера их смещения), должна изменяться в зависимости от направления смещения, например, вдоль и поперек цепочки. Отсюда неизбежно вытекает вывод о необходимости широкого распределения времен релаксации при незначительном распределении энергий активации основного процесса смещения частиц, что должно привести к появлению релаксационных процессов с приблизительно той же энергией активации, что и энергия активации вязкого течения. Таким образом, с помощью схемы Дж. Изарда—X. Намикавы может быть обоснована упоминавшаяся выше аналогия в закономерностях электрической и механической релаксаций.
Предыдущая << 1 .. 41 42 43 44 45 46 < 47 > 48 49 50 51 52 53 .. 91 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed