Low Temperature Conductivity of Ca-Doped KCl Crystals Influenced by Segregation Processes

Abstract

By conductivity measurements of Ca doped KCl crystals between 20 and 90 °C it is shown that the conductivity isotherms may be described by the association theory only for small Ca concentrations below 6 × 10−5 mole fraction Ca/KCl. The effect of the OH ions is given here in terms of characteristic deviations. For higher Ca concentrations the shape of the conductivity isotherms depends on the history of the crystals. By investigations of crystals with suitable thermal pretreatment it is shown that the shape of the isotherms, and especially the slow temporal decrease of the conductivity of quenched specimens, may be explained by precipitation processes of the Ca ions. An Messungen der Leitfahigkeit Ca-dotierter KCl-Kristalle zwischen 20 and 90 °C wird gezeigt, das sich nur im Bereich kleiner Ca-Konzentrationen bis zu etwa 6 × 10−5 Molanteilen Ca/KCl die Leitfahigkeitsisothermen gemas der Assoziationstheorie beschreiben lassen. Durch OH-Ionen bedingte Abweichungen machen sich hier in charakteristischer Weise bemerkbar. Bei groseren Ca-Gehalten hangt der Verlauf der Leitfahigkeitsisothermen von der Vorgeschichte der Kristalle ab. An thermisch geeignet vorbehandelten Proben konnte dabei gezeigt werden, das der Verlauf der Isothermen und speziell die langsame zeitliche Abnahme der Leitfahigkeit abgeschreckter Proben durch Ausscheidungsprozesse der Ca-Ionen erklart werden kann.