Elektrische und mechanische Nachwirkung in Glas

Abstract

Es wird ein Überblick über die statistische und die phänomenologische Theorie der Retardationseffekte gegeben. Die mit Hilfe einer speziellen Meßapparatur an zwei Silicatgläsern (Glas 1: 15% Na2O und 0,66% K2O, Glas 2: 9% Na2O und 10,7% K2O) ausgeführten Messungen der elektrischen Nachwirkung weisen je einen Retardationszeitenschwerpunkt nach. Eine Überprüfung der phänomenologischen Theorie ergibt sich aus dem Vergleich mit einer Kapazitätsmessung bei 50 Hz als Funktion der Temperatur. Alle Retardationszeiten eines Spektrums besitzen die gleiche Aktivierungsenergie, die etwas größer als der aus Leitfähigskeitsmessungen ermittelte Wert ist. Eine Apparatur zur mechanischen creep-Messung wird beschrieben. Für beide Gläser wird je ein mechanisches Nachwirkungsgebiet nachgewiesen mit jeweils einheitlicher Aktivierungsenergie, jedoch von kleinerem Betrag, als im elektrischen Fall. Die mechanischen Retardationsspektren besitzen eine viel größere Halbwertsbreite als die elektrischen, ihre Maxima sind zu kleineren Zeiten verschoben. Zur Erklärung wird eine Kopplung der Ionen über das Grundgerüst angenommen. Mit Hilfe eines statistischen Modells wird aus der einheitlichen Aktivierungsenergie auf eine Nahordnung im Glas geschlossen. Für Glas 1 errechnet sich der Abstand zweier Gleichgewichtslagen des Na+ -Ions zu 1,14 Å. Für Glas 2 kann die alleinige Wanderung der Na-Ionen bei der Nachwirkung ausgeschlossen werden. Die Bewegung von einseitig gebundenen Sauerstoffionen wird für diesen Effekt als möglich angesehen.