Thermal dielectric and Raman studies on the KNO3 compound high-temperature region

Abstract

Calorimetric measurements for a heating-cooling cycle determine the transition temperature and enthalpy of the phases present in the KNO3compound. The effects correlated within the ionic conduction of the KNO3 compound were studied by impedance spectroscopy measurements in a frequency range from 0.1 to 10 MHz for a cooling cycle. The imaginary part of the impedance with a frequency between 200 and 100°C showed a displacement of the Debye-like peak in the lower frequency direction. This displacement indicates an increase in the relaxation times of ionic conductivity by jump. In the dielectric formalism module, the imaginary part showed an asymmetric peak as a correlation consequence in the cationic diffusion. Also the registers demonstrated that the process is thermally activated, with activation energy that is very close to the one obtained for dc conduction. From these results, it can be inferred that both, diffusion and conductivity mechanisms have the same origin. The Raman spectroscopy measurements, based on temperature (when cooling), allowed for correlation on each of the adopted phases and for changes in normal active modes of the isolated groups D2h through the evolution of the active modes ν3 and ν2.

Medidas DSC para un ciclo de enfriamiento-calentamiento permiten determinar las temperaturas y entalpías de transición de fases del compuesto KNO3. Efectos correlacionados en la conducción iónica del compuesto KNO3, fueron estudiados por medidas de espectroscopia de impedancia en el rango de frecuencia de 0.1 a 10 MHz, para un ciclo de enfriamiento desde 200 a 100°C. La tendencia de la impedancia parte imaginaria con la frecuencia y la temperatura, mostró un desplazamiento del pico “Debye-like” hacia la región de menor frecuencia, este corrimiento indica un aumento en los tiempos de relajación en la conducción iónica por salto. El módulo dieléctrico parte imaginaria, mostró un pico asimétrico como consecuencia de correlaciones en la difusión catiónica, así también, se evidencia que el proceso es térmicamente activado con energía de muy próxima a la obtenida para la conducción dc. Los resultados apuntan a inferir que los dos mecanismos de difusión y conductividad tienen el mismo origen. Medidas de espectroscopia Raman en función de la temperatura (enfriando), permitió correlacionar en cada una de las fases adoptadas los cambios en los modos activos normales de los grupos aislados D2h, a través de la evolución de los modos activos ν3 y ν2.