Browsing by Author "Gänswein, Bernhard"

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    Refraktometrische Untersuchungen zum Spannungsaufbau durch lonenaustausch an optischen Gläsern
    (Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1980) Gänswein, Bernhard
    Verschiedene Gläser wurden durch den Alkaliionenaustausch Na⁺ gegen K⁺ unterhalb Tg chemisch vorgespannt. In den Oberflächenschichten treten dabei Brechzahländerungen auf, die im Bereich der Totalreflexion Interferenzen an einer dünnen, inhomogenen Schicht zur Folge haben. Die für jedes Glas charakteristischen Interferenzstreifenmuster wurden im polarisierten Licht am Abbe-Refraktometer in Abhängigkeit von der Vorspannungsdauer gemessen und geben Aufschluß über die an der Oberfläche erzielten Druckspannungen und über die Eindringtiefe der K⁺-Ionen. Die Spannungen nehmen danach beim lonenaustausch viel schneller zu als die Dicke der ionenausgetauschten Schicht. Die maximalen Spannungswerte liegen stets um den Faktor 2 bis 3 höher als die aus Dünnschliffen nach Senarmont ermittelten Druckspannungen und nähern sich mit 622 N/mm² eher den theoretischen Werten bei 1000 N/mm². Die refraktometrische Bestimmung des lonenaustauschs erfolgt an den unzerstörten Gläsern und eignet sich in der Praxis als eine rasche Methode zur Prüfung der chemischen Vorspannung. Refractometric investigations of stress distribution in optical glass during ion exchange Different glasses were chemically stressed by exchange of Na⁺ and K⁺ below Tg. The changes in refractive index thus produced in the surface layer gave interference in a thin total internal reflexion inhomogeneous layer. The characteristic interference patterns for each glass were measured in polarized light by an Abbe refractometer for different times of treatment and give information about the surface compressive stresses and the depth of penetration of the K⁺ ions. The stresses produced by ion exchange increase much more rapidly than the thickness of the exchanged layer. The maximum stresses were a factor of 2 to 3 higher than those obtained by fine grinding with the Senarmont method and with 622 N/mm² they come closer the theoretical value of 1000 N/mm². Refractometric determination of ion exchange is a rapid non-destructive method suitable for practical testing of chemical toughening. Etudes réfractométriques de verres d'optique trempés par échange ionique On a trempé chimiquement différents verres par échange d'ions alcalins Na⁺ ↔ K⁺ au-dessous de Tg. Les changements de l'indice de réfraction qui en résultent dans les couches superficielles entraînent dans le domaine de la réflexion totale des interférences correspondant à une couche mince et non homogène. On a mesuré la configuration des franges d'interférence caractéristiques de chaque verre à la lumière polarisée à l'aide d'un réfractomètre d'Abbe en fonction de la durée de la trempe. On a obtenu ainsi des données sur les contraintes de compression obtenues à la surface et sur la profondeur de pénétration des ions K⁺. Il apparaît qu'au cours de l'échange ionique, les contraintes augmentent plus vite que l'épaisseur de la couche qui subit l'échange ionique. Les valeurs de contrainte maximale sont toujours 2 à 3 fois plus élevées que les contraintes de compression déterminées d'après Senarmont sur des coupes minces et se rapprochent avec 622N/mm² plutôt de la valeur théorique de 1000 N/mm². L'analyse réfractométrique de l'échange d'ions est une méthode non destructive susceptible d'être utilisée dans la pratique pour le contrôle de la trempe chimique.