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Study of Alkali-Metal Vapor Diffusion into Glass Materials

机译：碱金属蒸气向玻璃材料扩散的研究

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摘要

To investigate nanodispersion of alkali metals into glass materials, potassium vapor diffusion is conducted using SiO_2 glass under well-controlled temperature conditions. It is found that potassium vapor significantly diffuses into the bulk of SiO_2 glass with less precipitation on the surface when the host material is kept at a temperature slightly higher than that of the guest material. Positron annihilation spectroscopy reveals that angstrom-scale open spaces in the SiO_2 matrix contribute to potassium vapor diffusion. The analysis of potassium concentration obtained by electron probe microanalysis (EPMA) mapping with Fick's second law yields an extremely low potassium diffusion coefficient of 5.1 × 10~(-14) cm~2 s~(-1), which arises from the overall diffusion from open spaces of various sizes. The diffusion coefficient attributable to angstrom-scale open spaces is thus expected to be less than ~10~(-14) cm2 s~(-1). The present findings imply that angstrom-scale open spaces play an important role in loading alkali metals into glass materials.
机译：为了研究碱金属在玻璃材料中的纳米分散性，在良好控制的温度条件下使用SiO_2玻璃进行了钾蒸汽扩散。发现当主体材料保持在略高于客体材料的温度时，钾蒸汽显着扩散到大部分SiO_2玻璃中，表面上的沉淀较少。正电子ni没光谱表明，SiO_2基体中的埃级空旷空间有助于钾蒸气的扩散。用Fick第二定律通过电子探针微分析（EPMA）映射获得的钾浓度分析得出的钾扩散系数极低，为5.1×10〜（-14）cm〜2 s〜（-1），这是由于总扩散引起的来自各种大小的开放空间。因此预期归因于埃尺度的开放空间的扩散系数小于〜10〜（-14）cm2 s〜（-1）。目前的发现暗示埃级开放空间在将碱金属加载到玻璃材料中起着重要作用。

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  • 来源
    《Japanese journal of applied physics》 |2013年第8issue1期|086601.1-086601.4|共4页
  • 作者

    Kiminori Sato;

  • 作者单位

    Department of Environmental Sciences, Tokyo Gakugei University, Koganei, Tokyo 184-8501, Japan;

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  • 正文语种 eng
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