CC BY 3.0 DEJain, VijayVarshneya, Arun K.Bihuniak, Peter P.2024-08-292024-08-291988https://oa.tib.eu/renate/handle/123456789/15243https://doi.org/10.34657/14265Measurements of the transient and the steady state ionic conductivity in type-III fused silica were carried out in a non-blocking mode setup. Alkali (Li+, Na+ and K+) ions were electrolysed through the sample under a dc applied field in a 300 to 800 °C temperature range. The change in conductivity with time and the time required to attain steady state depended upon the type of alkali ion electrolysed through the sample as well as the electrolysing temperature. Except for the 350 °C transient conductivity profile, a maximum in the current-time behavior of K+ ion was observed at higher temperatures. In the dried as well as heat-treated samples, K+ ion transient conductivity at 600 °C showed a smooth approach to steady state. Li+ ion transient conductivity showed a minimum in the early stages of conduction for samples dried at 140 °C. This minimum shifted to lower times on increasing either the electrolysing temperature or the applied field. The minimum disappeared when the samples were heat treated at 600 to 650 °C for 1 to 2 d. Na+ ion electrolysis on the 140 °C dried sample showed instability in the early stages of transient conduction at 600 °C. The heat-treated samples always showed a higher instantaneous conductivity compared to the dried samples irrespective of the electrolysing ions but the steady state conductivities were similar. The protonic and the anionic (Cl-) species produced as a result of the interactions between the ≡SiCl groups and the dissolved H2 and H2O in the interstitial volume can account for the differences in the observed behavior. The steady state analysis showed that the Na+ ions were the most mobile ions followed by Li+ and K+ ions. The steady state conductivity was apparently independent of electric field strength and the different reactions which produce protons and Cl- ions.Es wurden Messungen der Übergangs- und der stationären lonenleitfähigkeit an Typ-III-Kieselgläsern in einer Versuchsanordnung mit nichtblockierenden Elektroden durchgeführt. Durch Anlegen einer Gleichspannung wurde im Temperaturbereich von 300 bis 800 °C ein lonenstrom aus Li^+, Na^+ und K^+durch das Probenmaterial bewegt. Die Änderung der Leitfähigkeit mit der Zeit und die Zeitspanne, nach der eine stationäre Leitfähigkeit erreicht wurde, hingen von der Art des Alkaliions, das auf Grund der Elektrolyse durch die Probe geschickt wird, und von der Versuchstemperatur ab. Außer für den bei 350 °C beobachteten Kurvenverlauf der K^+-Ionenleitfähigkeit wurde ein Maximum im zeitlichen Verlauf der Leitfähigkeit bei höheren Temperaturen beobachtet. In getrockneten wie auch in wärmebehandelten Proben zeigte die Übergangsleitfähigkeit der K^+-Ionen bei 600 °C eine gleichmäßige Annäherung an die stationäre Leitfähigkeit. Die Übergangsleitfähigkeit von Li^+-Ionen zeigte für die bei 140 °C getrockneten Proben ein Minimum zu einem frühen Zeitpunkt der Untersuchung. Das Minimum verschob sich zu kürzeren Zeiten sowohl bei Erhöhung der Elektrolysetemperatur als auch der angelegten Spannung. Das Minimum trat nicht mehr auf bei Proben, die bei 600 bis 650 °C für 1 bis 2 Tage wärmebehandelt wurden. Die Na^+-Ionenelektrolyse der bei 140 °C getrockneten Proben zeigte bei 600 °C in den frühen Versuchsstadien Instabilitäten der Übergangsleitfähigkeit. Die wärmebehandelten Proben zeigten unabhängig von der Art der bei der Elektrolyse vorhandenen Ionen im Vergleich zu den getrockneten Proben eine höhere Anfangsleitfähigkeit, während die stationäre Leitfähigkeit ähnhch war. Die Protonen und CL-Ionen, die als Folge der Reaktionen zwischen den =SiCl-Gruppen und dem im Zwischengittervolumen gelöst vorhegenden H2 und H2O gebildet werden, können das festgestellte unterschiedliche Verhalten erklären. Die Untersuchung der stationären Leitfähigkeit zeigte, daß die Na^+-Ionen am beweglichsten waren, gefolgt von den Li^+- und den K^+-Ionen. Die stationäre Leitfähigkeit war offensichtlich unabhängig von der Stärke des elektrischen Feldes und den verschiedenen Reaktionen, die Protonen und Cl^-Ionen erzeugten.enghttps://creativecommons.org/licenses/by/3.0/de/660Article