Hydrogen diffusivity in sodium aluminosilicate glasses

  • Hydrogen gas diffusivity of fourteen glasses of the Na2O-Al2O3-SiO2 system are studied along the joins quartzalbite-jadeite-nepheline (Qz-Ab-Jd-Np, fully polymerized) and albite-sodium disilicate (Ab-Ds, depolymerized). Density measurements show that ionic porosity decreases from 54.4% (Qz) to 51.5% (Np) and from 52.4% (Ab) to 50.2% (Ds). Hydrogen diffusivity D follows similar trends but at another scale. D at 523 K decreases from 4×10−12 to 3×10−14m2 s−1 (Qz-Np) and from 4×10−13 to 3×10−15m2 s−1 (Ab-Ds). Charge compensating Na+ acting as a filling agent in fully polymerized network structures leads to up to one order of Magnitude higher diffusivities as depolymerized glass structures of the same SiO2 content where Na+ takes the role of a modifier ion. Temperature dependence of the diffusivity indicates that both the activation energy involved with the moving H2 molecule as well as the accessible volume in the structure contribute to this compositional trend.

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  • 2019 Welter Hydrogen diffusivity in sodium aluminosilicate glasses JNCS.pdf
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Autoren/innen:T. Welter, Ulrich Marzok, J. Deubener, Stefan Reinsch, Ralf Müller
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of Non-Crystalline Solids
Jahr der Erstveröffentlichung:2019
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.6 Glas
Verlag:Elsevier B.V.
Jahrgang/Band:521
Erste Seite:119502
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Aluminosilicate glasses; Hydrogen diffusivity; Ionic porosity
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Degradation von Werkstoffen und Materialien
DOI:https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.119502
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:13.02.2020
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:13.02.2020