Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit von Gläsern und Glasschmelzen vom Standpunkt der Theorie des freien Volumens

Abstract

It is shown that the temperature dependence of electrical conductivity of both glasses and glass melts can be described by a simple equation deduced from free volume theory. The good agreement (better than 15 to 10 %) between data and equation from around 0.55 up to 2 or 2.5 Tg allows the hypothesis to be put forward that the diffusion of cations in the usual types of glasses is controlled by the free volume both above and below Tg. Free volume theory allows the effects of pressure on conductivity as well as of heat treatment on both density and conductivity to be interpreted. On montre que la relation entre la température et la conductibilité électrique des verres et des fontes de verre peut être représentée par une equation simple, commune. La possibilité de cette equation — qui découle de la théorie du volume libre — d'exprimer la relation entre la conductibilité électrique et la température pour des températures d'environ 0,55 jus-qu'à 2 ou 2,5 Tg, en bon accord (avec une erreur n'excédant pas 10 à 15 %) avec les résultats expérimentaux peut tre interprétée par l'hypothèse selon laquelle la diffusion des cations est régie dans les types de verres courants par le volume libre disponible, ceci non seulement à des températures dépassant la température de transformation, mais également à des températures inférieures. La théorie du volume libre permet en outre d'expliquer l'influence de la pression sur la conductibilité, de même que l'effet d'un traitement thermique préalable du verre sur sa densité et sa conductibilité. Es wird gezeigt, daß sich die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit von Gläsern und Glasschmelzen durch eine einfache, gemeinsame Gleichung beschreiben läßt. Die Eignung dieser sich aus der Theorie des freien Volumens ergebenden Gleichung, die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit für Temperaturen etwa von 0,55 bis 2 oder 2,5 Tg in sehr guter Übereinstimmung mit experimentellen Ergebnissen (besser als 15 bis 10 %) auszudrücken, läßt sich auf Grund der Hypothese deuten, wonach die Diffusion der Kationen bei den üblichen Gläsern durch das vorhandene freie Volumen gesteuert wird, und das nicht nur bei Temperaturen oberhalb Tg, sondern auch unterhalb Tg. Aus der Theorie des freien Volumens können der Einfluß des Druckes auf die Leitfähigkeit sowie der Einfluß der vorangehenden Wärmebehandlung des Glases auf seine Dichte und seine Leitfähigkeit gedeutet werden.