Extremely high thermometric zero point depression of a Li₂O-BaO-SiO₂ glass and its causes

Abstract

In a previous publication [1] it was found that the zero point depression of a lithium barium silicate glass was very small, although the difference in field strengths ΔF of the two cations Li+ and Ba2+ is practically zero, thus, a considerable zero point depression should occur [2]. In this paper is proved that the usual quenching temperature of 100 °C is not sufficient to allow dislocations in the structure which are responsible for the zero point depression. Indeed, by raising the quenching temperature above 120 °C a depression appeared the more the higher the quenching temperature. The maximum of depression was reached at a quenching temperature of 180 °C, namely with -2.81 K. This large value is in full agreement with the theoretical prediction. The dependence of the zero point depression on the quenching temperature is also found in common mixed alkali glasses of the sodium potassium type. In einer früheren Arbeit [1] wurde gefunden, daß die Nullpunktsdepression eines Lithium—Βariumsilicatglases sehr gering war, obwohl der Feldstärkenunterschied ΔF der zwei Kationen Li+ und Ba2++ nahezu Null ist und somit eine merkliche Nullpunktsdepression zu erwarten wäre [2]. In dieser Arbeit wird nachgewiesen, daß die übliche Abschrecktemperatur von 100 °C nicht ausreicht, um Verschiebungen in der Struktur zu ermöglichen, die für eine Nullpunktsdepression verantwortlich sind. Tatsächlich tritt eine Nullpunktsdepression bei Erhöhung der Abschrecktemperatur über 120 °C um so stärker auf, je höher diese Temperatur ist. Das Maximum der Nullpunktsdepression wurde mit -2.81 Κ bei einer Abschrecktemperatur von 180 °C erreicht. Dieses Ergebnis stimmt völlig mit der theoretischen Vorhersage überein. Die Abhängigkeit der Nullpunktsdepression von der Abschrecktemperatur wurde auch bei gewöhnlichen Mischalkaligläsern vom Typ des Natriumkaliumglases gefunden.