Browsing by Author "Cable, Michael"
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- ItemCorrosion of silica by Na2CO3 - CaCO3 melts(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1988) Cable, Michael; Martlew, DavidVertical vitreous silica rods were immersed in Na2CO3 - CaCO3 melts for varying times at 950 °C and their corrosion measured afterwards. Addition of calcium carbonate caused a considerable increase in rate of corrosion of the silica and more than about 15 mol% CaCO3 caused a reversal of the taper of the corroded part of the rod. The extent of corrosion was linear with time and the dependence of rate on depth of immersion much less than expected for control by free convection and diffusion in the melt. The rods also had a pitted surface texture suggesting drilling by gas bubbles to be the main corrosion mechanism. Rate of corrosion increased approximately exponentially with calcium content of the melt. Although not conclusive, the evidence suggests that this was caused by vigorous gas evolution accompanying the formation of particles of a solid phase, probably β-2 CaO · SiO2.
- ItemEstimation of liquidus temperatures in silicate glasses(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 2001) Karlsson, Kaj H.; Backman, Rainer; Cable, Michael; Peelen, Jan; Hermans, JanTwo models for estimating liquidus temperature from composition are presented and compared with thermodynamically calculated temperature as well as primary phase. A simple polynomial model is given for high silica glasses, while a model covering a wide composition range and several primary phase fields is more complex. Thermodynamic calculations generally give too high liquidus temperatures in the devitrite field and too low in the primary field for Na2O · 2 CaO · 3 SiO2. In the wollastonite field the values are scattered, but in general too high.
- ItemExtinction coefficient of the cupric ion in soda-lime-silica glasses(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1989) Cable, Michael; Xiang, ZhidongIt is shown that if an ion dissolved in a glass obeys Beer's and Lambert's laws and shows a regular dependence of equilibrium constant on temperature, its extinction coefficient can be determined in two different ways from only absorbance measurements and knowledge of the total concentration of the oxide. This may be done by bringing melts to equilibrium at one temperature but two different oxygen partial pressures or by making melts at one partial pressure but three different temperatures. A chemical estimation of the fraction of the oxide in either valence state is not needed. These methods are here used to study the composition dependence of extinction coefficient of the cupric ion in five soda-lime-silica glasses, brought to equilibrium with air, with compositions covering the ranges (in mol%) 14.7 to 22.0 Na2O, 12.0 to 20.0 CaO, 66.0 to 73.3 SiO2. Values of ε(Cu2+) range from 20.8 to 25.8 l mor^-1 cm^-1 and show that both extinction coefficient and [Cu+]/[Cu2+] ratio increase with increasing basicity.
- ItemThe kinetics of volatilization from lead glasses(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1975) Cable, Michael; Apak, Can; Chaudhry, Muhammed AslamThe diffusion plus surface reaction theory first applied to glass melts by Terai and Ueno is examined and used to Interpret several sets of data by Preston and Turner. First methods of evaluating the reaction rate constant and diffusivity are examined. A simple graphical method is shown to be capable of giving good results in some cases but a sophisticated Computer program is needed in other cases. The theory describes all the data reasonably and the dependence of reaction and diffusivity an temperature and melt composition are evaluated. Most sets of experiments give internally consistent sets of values of the parameters but diffusivity, especially, varies more between different experiments than is reasonable. The true meaning of the diffusivities and reaction rate constants is not clear. Cinétique de la volatilisation à partir de verres au plomb La théorie de la diffusion à laquelle se superpose une reaction en surface, qui avait été appliquée pour la première fois aux fontes de verres par Terai et Ueno, est examinée et utilisée pour interpréter plusieurs séries de données fournies par Preston et Turner. On examine en premier lieu les méthodes permettant d'évaluer la constante de vitesse de reaction et la diffusibilité. On montre qu'une methode graphique simple est susceptible de donner de bons resultats dans ceitains cas mais qu'un programme élaboré de traitement sur crdinateur est requis dans d'autres cas. La théorie décrit toutes les données de faon satisfaisante et les relations liant la reaction et la diffusibilité à la température et à la composition de la fonte sont évaluées. La plupart des séries expérimentales fournissent pour les paramètres des séries de valeurs répondant à une logique interne, bien que la diffusibilité, en particulier, varie de manière moins acceptable au cours des différents essais. La signification reelle des diffusibilités et des constantes de vitesse de reaction n'apparait pas clairement. Zur Kinetik der Verflüchtigung bei Bleigläsern. Die Theorie der Diffusion und Oberflächenreaktion, die zuerst von Terai und Ueno auf Glasschmelzen angewandt wurde, wird überprüft und zur Interpretation einer Reihe von Ergebnissen von Preston und Turner angewandt. Vor allem werden Methoden zur Berechnung der Reaktionsgeschwindigkeitskonstante und des Diffusionskoeffizienten untersucht. Es wird gezeigt, daß eine einfache grafische Methode in einigen Fällen gute Ergebnisse liefert und in anderen ein verfeinertes Rechenprogramm notwendig ist. Die Theorie liefert eine plausible Erklärung für alle Literaturdaten sowie für die festgestellte Abhängigkeit der Reaktion und des Diffusionskoeffizienten von der Temperatur und der Zusammensetzung der Schmelze. Innerhalb der meisten Versuchsreihen ergaben sich jeweils übereinstimmende Werte für die Parameter; zwischen den einzelnen Versuchsreihen variiert aber besonders der Diffusionskoeffizient in einem Umfang, der nicht erklärt werden kann. Die genaue Bedeutung der Diffusionskoeffizienten und der Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten ist ungeklärt.
- ItemThe kinetics of volatilization of soda from sodium silicate melts(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1975) Cable, Michael; Apak, Can; Chaudhry, Muhammed AslamData on volatilization loss from 21 compositions in the range 11,8 to 54,8 % Na₂O at temperatures from 1100 to 1400 °C and for times up to 200 h are discussed. The data can be successfully described by a theoretical model which includes diffusion in the melt and a first order reaction at the surface. Values of reaction rate constant (A) are internally consistent in terms of composition and temperature dependence and fall in the range A = 2*10¯⁹ to 2*10¯⁴ cm * s¯¹ . Diffusivity (D) values show considerable scatter and some anomalies in composition and temperature dependence. Many of the anomalous results can be explained by allowing for the strong dependence of D on composition but some results remain difficult to Interpret. Values fall in the range D = 4*10¯¹⁰ to 2*10¯⁸ cm² * s¯¹ . Even after allowing for composition dependence, diffusivities for silica dissolution are about twenty times higher than for volatilization. The true significance of A and D for volatilization remains unclear. Cinétique de la volatilisation d'oxyde de sodium à partir de la fonte de silicate de sodium Les données concernant les pertes par volatilisation obtenues à partir de 21 compositions renfermant de 11,8 à 54,8 % de Na₂O à des températures comprises entre 1100 et 1400 °C et pendant des durées allant jusqu'à 200 h sont discutées. Les données peuvent être décrites de manière satisfaisante en utilisant un modèle théorique qui tient compte de la diffusion dans la fonte et d'une reaction du premier ordre en surface. Les valeurs de la constante de vitesse de réaction A s'accordent bien entre elles en fonction du rapport entre la composition et la température et elles se situent dans le domaine compris entre A = 2*10¯⁹ et A = 2*10¯⁴ cm * s¯¹ . Les valeurs de la diffusibilité D témoignent d'une dispersion importante et de certaines anomalies de la relation température/composition. Bon nombre de ces anomalies peuvent s'expliquer par l'étroite dépendance de D par rapport à la composition; certains resultats restent cependant difficiles à expliquer. Les valeurs se situent entre D = 4*10¯¹⁰ et D = 2*10¯⁸ cm² * s¯¹. Même en tenant compte de la dépendance vis-à-vis de la composition, les diffusibilités correspondant à la dissolution de la silice sont environ vingt fois plus élevées que celles correspondant à la volatilisation. La signification reelle de a et de D dans le cas de la volatilisation reste obscure. Zur Kinetik der Verflüchtigung von Natriumoxid bei Natriumsilicatschmelzen An 21 Natriumsilicatzusammensetzungen mit Na₂O-Gehalten zwischen 11,8 und 54,8 % werden die Verflüchtigungsraten bei Temperaturen zwischen 1100 und 1400 °C und Versuchszeiten bis zu 200 h untersucht. Die Ergebnisse können mit einem theoretischen Modell, das die Diffusion in der Schmelze und eine Reaktion ersten Grades an der Oberfläche berücksichtigt, gut beschrieben werden. Die Werte für die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante A sind in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und der Temperatur in sich konstant und liegen zwischen 2*10¯⁹ und 2*10¯⁴ cm * s¯¹ . Die Werte für den Diffusionskoeffizienten D weisen eine beträchtliche Streuung sowie einige Anomalitäten in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und der Temperatur auf. Viele der anomalen Ergebnisse können mit der großen Abhängigkeit von D von der Zusammensetzung erklärt werden; einige lassen sich eben nur schwer interpretieren. Die Werte für D liegen zwischen 4*10¯¹⁰ und 2*10¯⁸ cm² * s¯¹ . Selbst wenn man die Abhängigkeit von der Zusammensetzung berücksichtigt, sind die Diffusionskoeffizienten der SiO₂-Auflösung etwa 20mal größer als die bei der Verflüchtigung. Die genaue Bedeutung von A und D für den Vorgang der Verflüchtigung bleibt ungeklärt.
- ItemTheoretical analysis of the dissolution of multi-component gas bubbles(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1987) Cable, Michael; Frade, Jorge RibeiroNumerical methods have been developed to compute accurately the behaviour of multi-component gas bubbles which either grow or dissolve in conditions of spherical symmetry. Examples are given which show several interesting features of the behaviour that might be expected of bubbles in glass melts but lack of reliable data makes it difficult to give accurate predictions concerning refining. Low levels of impurity initially present in the bubble or dissolved in the melt can have very important effects on time to dissolve. Two simple criteria are given which allow one to determine first, whether a bubble wih initially grow or shrink and second, whether it will in the end dissolve or grow indefinitely. It is shown that few simple approximations are generally useful.