PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Ceramics· 2026Q2

Fosfat Camlarda Lityum ve Vanadyum Karşılaştırması: İletkenlik Analizi

A Comparative Study of Electrical Conductivity and Dielectric Relaxation in Lithium- and Vanadium-Based P2O5–ZnO–CaO Phosphate Glasses

Vicente Compañ, Amel ABDALLAH, Chaker Bouzidi, Amal Bouich ve diğerleri

Kısa özet

Vanadyum bazlı fosfat camlar (PZCV), lityum bazlı camlara (PZCL) göre bir mertebe daha yüksek DC iletkenliğe (120 °C'de 1.5 × 10−9 S·cm−1) sahiptir; bunun nedeni vanadat gruplarının fosfat omurgasına entegre olmasıdır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Vanadyum bazlı camlar (PZCV), fosfat omurgasına vanadat grupları entegre ederken, lityum bazlı camlar (PZCL) ultra-fosfat yapısını korur.
  • PZCV, 120 °C'de 1.5 × 10−9 S·cm−1 DC iletkenlik gösterir; bu değer PZCL'nin (1.8 × 10−10 S·cm−1) bir mertebe üzerindedir.
  • Aktivasyon enerjileri PZCV için 0.89 eV ve PZCL için 1.04 eV'dur, bu da vanadyum bazlı camda daha kolay yük taşınımını gösterir.
  • Elektriksel empedans spektroskopisi, iletkenlik gevşemesini diğer polarizasyon etkilerinden etkin bir şekilde ayırmıştır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Phosphate glasses with the compositions 60P2O5–15ZnO–15CaO–10Li2O (PZCL) and 60P2O5–15ZnO–15CaO–10V2O5 (PZCV) (mol%, expressed as oxides) were synthesized by the melt-quenching method. The prepared glasses were characterized by using X-ray powder diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). X-ray diffraction shows only broad diffuse halos without Bragg reflections, indicating that both glasses are X-ray amorphous. Raman analysis confirms that PZCL behaves as a typical alkali-modified ultraphosphate glass containing Q3 and Q2 units, whereas PZCV contains characteristic V–O vibrational modes indicating that vanadate groups are integrated into the phosphate backbone. SEM observations reveal smooth surfaces at low magnification for both glasses; at higher magnification, PZCV shows a compact and homogeneous surface with fine, uniformly dispersed granules, whereas PZCL displays a more textured surface with agglomerates and plate-like features. EIS analysis using the Havriliak–Negami model reveals that the free-charge carrier contribution appears as a step in M′(ω,T) and a peak in M″(ω,T), allowing a clear distinction between conductivity relaxation and interfacial polarization or dipolar effects, with conductivity derived from the M″(ω,T) peak frequency. PZCV shows dc conductivity approximately one order of magnitude higher than PZCL (1.5 × 10−9 vs. 1.8 × 10−10 S·cm−1 at 120 °C). The temperature dependence follows Arrhenius behavior, with activation energies of about 0.89 eV for PZCV and 1.04 eV for PZCL. The electrode polarization observed at low frequencies with ion-blocking gold electrodes indicates a significant ionic contribution in both glasses, although a polaronic (V4+/V5+) contribution to the conductivity of PZCV cannot be excluded. Capacitance analysis reveals a slight increase with temperature for both samples, with PZCV consistently showing higher values (~7 pF) than PZCL (~5 pF). Although the absolute conductivities remain far below those required for practical solid electrolytes, these results clarify how the replacement of Li2O by V2O5 modifies charge transport and dielectric relaxation in P2O5-rich Zn–Ca phosphate glasses.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Ceramics, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Seramik ve Kompozitler

Ceramics and CompositesMaterials Science