Anisotrope Wärmedehnung und Mischkristallbildung einiger Verbindungen des ternären Systems BaO-Al₂O₃-SiO₂ Teil II) . Messungen an Strukturen mit dreidimensionaler Verknüpfung von (Si, A1)O₄-Tetraedern und Modellvorstellungen über deren Wärmedehnungsanisotropie

Abstract

Die Wärmedehnungskoeffizienten der Verbindungen BaAl₂O₄, BaAl₂Si₂O₈, Ba₁₃Al₂₂Si₁₀O₆₆ und Al₆Si₂O₁₃ wurden röntgenografisch mit Guiniermethoden bestimmt (Werte zwischen 310¯⁶/°C und 1310¯⁶/°C). Völlig expandierte Gerüststrukturen besitzen eine geringe Wärmedehnung, lockere Packungsfolgen Kation/Anion lassen mittlere Wärmedehnungskoeffizienten um 8.10⁻⁶/°C erwarten. Eindimensional beschreibbare Anordnungen von Tetraederverknüpfungen (z. B. Band- und Schichtsilicate der allgemeinen Formel Ba_(n+1)Si_(2n)O_(5n+1)) zeigen mit zunehmendem Kondensationsgrad zunehmend stärkere Wärmedehnungs-koeffizienten bis 30*10¯⁶/°C. Bei der Kristallisation aus ternären Gläsern < 1000 °C treten metastabile Mischbarkeiten auf, die zu Eigenschaftsänderungen führen (Unterdrückung von Transformationen). BaAl₂O₄ baut bei Temperaturen > 1300 °C geringe Mengen von SiO₂ isomorph ins Gitter ein. Anisotropic thermal expansion and solid solutions of some compounds in the system BaO-Al₂O₃-SiO₂. Part II. Measurements an structures having three dimensional links between (Si,AI)O₄ tetrahedra and model considerations concerning their anisotropic thermal expansion. The thermal expansion coefficients of the compounds BaAl₂O₄, BaAl₂Si₂O₈, Ba₁₃Al₂₂Si₁₀O₆₆ and Al₆Si₂O₁₃ were determined by the Guinier X-ray method; values lay between 3 and 1310¯⁶/°C. Fully expanded lattice structures possess low thermal expansions, less well ordered cation/anion sequences have average coefficients of around 810¯⁶/°C. One dimensional arrangements of tetrahedral links (e.g. chain and layer silicates of general formula Ba_(n+1)Si_(2n)O_(5n+1)) showing steadily increasing thermal expansion (up to 30*10¯⁶/°C) as the degree of condensation increases. Crystallization of ternary glasses at < 1000 °C produces metastable immiscibility which affects the properties (e.g. lowering of transformations). Above 1300 °C BaAl₂O₄ in-cludes small proportions of SiO₂ isomorphically in the lattice. Dilatation thermique anisotrope et formation de cristaux mixtes dans quelques composés du système ternaire BaO-Al₂O₃-SiO₂. 2ème partie. Mesures des structures à liaison tridimensionnelle des tétraèdres (Si,AI)O₄ et repré- sentation sur modèles utilisant leur anisotropie de dilatation thermique. On détermine radiographiquement, par les méthodes de Guinier, les coefficients de dilatation thermique des composés BaAl₂O₄, BaAl₂Si₂O₈, Ba₁₃Al₂₂Si₁₀O₆₆ et Al₆Si₂O₁₃ (les valeurs se situent entre 310¯⁶/°C et 1310¯⁶/°C). Les structures entièrement expansées des squelettes montrent une dilatation thermique faible. En outre, le faible degré de tassement cations/anions laisse supposer des coeffi-cients de dilatation thermique moyens se situant aux alen-tours de 810¯⁶/°C. Les arrangements en liaisons tétraédriques que l'on peut décrire de manière unidimensionelle (par exemple: les silicates en bandes et en couches de la formule générale Ba_(n+1)Si_(2n)O_(5n+1)) possèdent des coefficients de dilatation thermique plus élevés, qui peuvent atteindre 3010¯⁶/°C lorsque le degré de condensation augmente. Lors de la cristallisation de verres ternaires ä des tempé-ratures < 1000 °C, des miscibilités métastables apparaissent, qui conduisent à des modifications de propriétés (suppression des transformations). Aux températures > 1300 °C, le BaAl₂O₄ introduit de faibles quantités de SiO₂ par voie iso-morphe dans le réseau.