Iron redox effect on the structure and viscosity of a sodium silicate glass and melt

粘度 硅酸盐 氧烷 氧化还原 拉曼光谱 离子 玻璃化转变 硅酸钠 氧化态 化学 摩尔体积 光谱学 材料科学 分析化学(期刊) 无机化学 热力学 聚合物 冶金 催化作用 色谱法 复合材料 有机化学 生物化学 量子力学 物理 光学
作者
Sohei Sukenaga,Maria Rita Cicconi,Hiroki Yamada,Toru Wakihara,Koji Ohara,Hiroyuki Shibata,Daniel R. Neuville
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:161 (24)
标识
DOI:10.1063/5.0243427
摘要

The viscosity of silicate melts is one of the most important physical properties for understanding high-temperature phenomena in magmatic systems and material processing. The effects of composition and temperature on viscosity have long been elucidated. Although iron ions are the main components of magmatic systems, their influence on viscosity remains unclear because the behavior of iron is complicated; iron ions have two redox states, Fe3+ and Fe2+. Here, we elucidate the viscosity of an iron-sodium-silicate system with a variety of iron redox states at temperatures close to its glass transition temperature (Tg). The redox states and structures of the samples were characterized using x-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy, Raman spectroscopy, synchrotron x-ray total scattering, and density (molar volume) measurements. The viscosity increased (by more than four orders of magnitude) with an increase in the ratio of Fe3+ to total Fe (Fe3+/Fetot), whereas the temperature dependence of the viscosity was larger for glasses with a higher Fe3+/Fetot ratio at temperatures close to the glass transition temperature. The tendencies in viscosity and structural variation against the Fe3+/Fetot ratio support the consensus on the structural roles of Fe3+ and Fe2+ from previous studies: Fe3+ ions have a stronger tendency to behave as network formers than Fe2+ ions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
XZY完成签到,获得积分10
刚刚
李爱国应助小田儿采纳,获得10
刚刚
watermelon完成签到,获得积分10
1秒前
小李的李完成签到,获得积分10
2秒前
fangruofuyun完成签到,获得积分10
2秒前
科目三应助无奈的书琴采纳,获得10
2秒前
老唐老唐完成签到 ,获得积分10
4秒前
自觉的丹珍完成签到,获得积分10
4秒前
闪闪的金鱼完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
大模型应助草莓大果汁采纳,获得10
7秒前
hjc完成签到 ,获得积分10
8秒前
科研通AI6.2应助Mortisssssssss采纳,获得10
8秒前
李明月完成签到,获得积分10
9秒前
123完成签到,获得积分10
9秒前
开朗的千雁完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
稳重墨镜发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
追寻澜完成签到 ,获得积分10
12秒前
Sxq完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
李爱国应助康康采纳,获得10
13秒前
hotmail发布了新的文献求助10
14秒前
小田儿发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
17秒前
爆米花应助lllkate采纳,获得10
18秒前
彭于晏应助Clara6208采纳,获得10
19秒前
Smithjiang发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
21秒前
gwfew发布了新的文献求助10
22秒前
何必在乎发布了新的文献求助10
26秒前
不喝蒙牛发布了新的文献求助10
27秒前
空白完成签到 ,获得积分10
28秒前
空空完成签到,获得积分10
28秒前
30秒前
WenHao发布了新的文献求助10
30秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6015269
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7591856
关于积分的说明 16148330
捐赠科研通 5162928
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2764236
邀请新用户注册赠送积分活动 1744789
关于科研通互助平台的介绍 1634673