Mößbaueruntersuchung von Wertigkeitsverhältnis und Koordination des Eisens in Silicatgläsern

Abstract

In einer früheren Arbeit war aus den Mößbauerspektren an einer Reihe von Eisen-Alkali-Silicatgläsern das Wertigkeitsverhältnis von Fe2+ zu Fe3+ durch grafische Bestimmung ermittelt worden. Die Auswertung dieser Spektren wird nunmehr nach der Methode der kleinsten Quadrate mit Hilfe einer elektronischen Rechenmaschine ausgeführt. Die Ergebnisse werden mit den Werten aus der chemischen Analyse verglichen. Fe3+ ist in Silicatgläsern — analog zum Al3 + —normalerweise tetraedrisch von Sauerstoff umgeben, d. h. es ersetzt Si4+ als Netzwerkbildner mit Ladungsausgleich durch ein Alkaliion. Steigt der Fe3+ -Gehalt (es wurden sechs Na2O-CaO-Fe2O3-SiO2-Gläser mit Fe2O3-Gehalten zwischen 2 und 18 Mol-% untersucht) so weit, daß das Molverhältnis Fe3+/( (Na+ + 1/2Ca2+) + Fe3+) den Wert 0,5 überschreitet, geht das Fe3+ in Oktaederkoordination. Dieser Koordinationswechsel des Fe3+ wird aus der Änderung der Isomerieverschiebung des Mößbauereffektes nachgewiesen, was sich nach Walker, Wertheim und Jaccarino formal durch eine Änderung des Anteiles der (4s)-Elektronen an der Elektronenkonfiguration beschreiben läßt. Bei eisenhaltigen Phosphatgläsern tritt ein solcher Koordinationswechsel nicht auf.