混合阳离子玻璃中混合移动离子效应缺陷模型的特性

在混合移动离子效应缺陷模型（V. Belostotsky, J. Non-Cryst. Solids (2007)）的背景下，探讨了成分包含碱金属和非碱金属单电荷离子和/或碱土金属离子的三元玻璃中混合阳离子效应的特性。在混合碱土金属玻璃中，混合阳离子效应既体现在离子扩散率上，也体现在玻璃化转变温度上，这反映了当移动离子进入外来位点时，不等尺寸的异类离子的运动伴随着玻璃基质中本征缺陷的形成。这在性质上与混合碱金属玻璃相似，尽管由于碱土金属离子的迁移率较低，其定量效应要弱得多。在成分包含离子半径相近的异类移动离子的混合阳离子玻璃中，我们在混合碱金属玻璃中所遇到的“经典”混合移动离子效应并未被观察到。在诸如 xNa2O-(1-x)CaO-SiO2 和 xK2O-(1-x)BaO-SiO2 的碱金属-碱土金属玻璃中，能量景观由规则的单电荷碱金属位点和双电荷碱土金属位点组成，两种类型的移动离子都可以利用任一种空位而无需对其重新排列。这导致当碱土金属物种浓度降低时其表观扩散率增加，这与混合碱金属玻璃中报道的情况相反。在这类玻璃的转变温度中未观察到混合阳离子效应，这清楚地表明当移动离子进入外来位点时，不会发生涉及本征缺陷生成的位点重排。在 Na-Ag 磷酸盐玻璃中也观察到类似情况，其中离子电导率中的混合阳离子效应异常低，因为异类离子具有几乎相等的离子半径，并且可以利用任一种空位而无需对其重新排列以及在最近的玻璃基质中形成本征缺陷。