Varistor- und dielektrische Eigenschaften hochsilberhaltiger Phosphatgläser und Glaskeramiken

Abstract

Silbermetaphosphatgläser mit mehr als 50 Mol- % AgPO₃ besitzen Permitivitäten εr in der Größenordnung 10 und zeigen Varistorverhalten. Der Nichtlinearitätskoeffizient A und der Verlustfaktor tgδ durchlaufen frequenz- und silberkonzentrationsabhängige. Maxima, die sich mit zunehmender Temperatur und Silberkonzentration zu höheren Frequenzen verschieben. Für Frequenzen über 100 kHz wird A≈ 1, und εr'; sinkt auf Werte unter 25. Die Überführung in eine Glaskeramik verkleinert A, εr' und deren Frequenzabhängigkeit. Die erhaltenen Ergebnisse lassen sich durch im elektrischen Feld deformierbare Entmischungsbereiche mit hohem Leitwert zwischen hochohmigen Schichten deuten. Die nach diesem Modell berechneten und die experimentell erhaltenen Ergebnisse werden diskutiert und Rückschlüsse auf Polarisations- und Leitungsmechanismen gezogen. Varistor and dielectric properties of high silver content phosphate glasses and glass ceramics Silver metaphosphate glasses with more than 50 mol % AgPO₃ have permittivities εr' of the order of 10 000 and show varistor behaviour. The non-linearity coefficient A and loss factor tanδ both show frequency and silver concentration dependent maxima which move to higher frequencies as both temperature and silver concentration increase. At frequencies above 100 kHz A≈ 1 and εr' < 25. Transformation into a glass ceramic reduces thevalues andfrequencydependence of A and εr' . The results can be interpreted by assuming phase separated regions of high conductivity, deformable by an electric field, between high resistance layers. Calculations made an this basis and the experimental results obtained are discussed and some conclusions drawn concerning polarization and conduction mechanisms. Propriétés diélectriques et de varistor de verres de phosphate et de vitrocéramiques à teneur élevée en argent Les verres de metaphosphate d'argent renfermant plus de 50 % molaires de AgPO₃ possèdent des constantes diélectriques εr de l'ordre de 10 000 et se comportent comme des varistors. Le coefficient de non-linéarité A et le facteur de perte tgδ passent par des maxima liés à la fréquence et à la concentration en argent; ces maxima se déplacent vers des fréquences supérieures en fonction d'une augmentation de la température et de la concentration en argent. Pour des fréquences excédant 100 kHz, A≈ 1 et er tombe à des valeurs inférieures à 25. La transformation en vitrocéramique réduit A et εr' et leur dépendance vis-à-vis de la fréquence. Les résultats obtenus peuvent s'expliquer par l'existence, dans le champ électrique, entre des couches de grande resistance, de domaines de démixtion déformables de conductibilité élevée. Les resultats calculés selon le modèle et les valeurs obtenues expérimentalement sont discutés et l'on tire des conclusions sur les mécanismes de polarisation et de conduction.