研究生: |
曾昭明 |
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論文名稱: |
硫酸鋰鈉晶體離子導電、介電弛豫與溫度及頻率關係之研究 |
指導教授: | 陳瑞虹 |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
物理學系 Department of Physics |
論文出版年: | 2005 |
畢業學年度: | 93 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 65 |
中文關鍵詞: | 硫酸鋰鈉晶體 、熱分析DSC 、離子導電 、介電弛豫 |
論文種類: | 學術論文 |
相關次數: | 點閱:215 下載:3 |
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摘要
利用偏光顯微鏡的光學觀測來觀察硫酸鋰鈉晶體在室溫和加熱到873K的光學性質變化,熱分析DSC實驗來瞭解該晶體結構伴隨溫度有無吸熱或是放熱反應的變化,及使用HP 4194阻抗分析儀,在溫度範圍423K~873K,測量頻率範圍100Hz~40MHz的交流電場下,硫酸鋰鈉晶體的阻抗隨溫度和頻率的變化。從阻抗數據資料中,我們可以求得導電率隨溫度、頻率變化的關係,進而求得樣品的導電活化能,以研究其導電性質;同時,我們也可以求得介電常數隨溫度、頻率變化的關係,進而求得其導電弛豫活化能,並由M(electric modulus)的表示法來研究樣品的弛豫現象。模擬樣品在外加電場下反應的等效電路的。
藉由研究所得到主要結果如下:
1.由光學觀測可以得到硫酸鋰鈉晶體在溫度793K,有明顯的光學變化,晶體從光的異向性變成光的等向性,證實該晶體有一個明顯的結構相變。
2.從晶體的熱分析DSC曲線,可以發現在溫度790.8K開始發生出現吸熱峰值,峰值的位置在795.5K,可以得知硫酸鋰鈉晶體在這溫度有一結構相變,其相變是屬於一皆相變。可以得到吸熱峰值的熱焓變化 。
3.從電抗的實驗結果得知,溫度越高,晶體內導電離子的貢獻越大,相對的晶體電偶的貢獻越小,導電率在高溫相時是溫度423K時導電率的1000倍。高溫導電率接近 ,所以硫酸鋰鈉是屬於superionic conductor。
4.晶體在室溫相時,我們求得的直流導電活化能為 ,導電弛豫活化能 ,兩者十分接近,可以推測該晶體的導電,在頻率低於105Hz主要為導電離子所貢獻。
5.為了瞭解晶體內電偶隨溫度的變化,我們從介電常數虛部對頻率的圖中,把離子導電貢獻的部分除去,留下晶體內電偶貢獻的部分,然後把求得不同溫度的電偶貢獻對頻率作圖。發現晶體內電偶的貢獻,隨著溫度的上升,其貢獻有越來越小的趨勢。
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