Probleme bei der Vorbereitung glastechnischer Untersuchungen im Weltraum Projekt „Reaktionskinetik in Glasschmelzen

Abstract

An der TU Clausthal werden seit 1975 vorbereitende Arbeiten zum Thema „Reaktionskinetik in Glasschmelzen" im Hinblick auf ein voraussichtlich 1982 auszuführendes Spacelab-Experiment im erdnahen Weltraum ausgeführt. Bei diesen Untersuchungen sollen die Reaktionsprozesse zwischen Glasschmelzen unterschiedlicher Zusammensetzungen bzw. zwischen einem Kristall (Glas) und einer Glasschmelze bei Temperaturen oberhalb 1200 °C studiert werden. Beim Arbeiten unter stark reduzierter Schwerkraft (≈ 10¯⁴ g, g = Erdbeschleunigung) wird die unter Normalbedingungen unvermeidbare Dichtekonvektion vermieden, so daß die Reaktionsprozesse in reiner Form zugänglich sein sollten. Zur optimalen Gestaltung des Weltraumexperimentes ist, neben der eigentlichen Experimentanordnung, eine Reihe verschiedener glastechnischer Fragen zu lösen. So muß beispielsweise das Verhalten der Glasschmelzen bei hohen Temperaturen untersucht werden in Form folgender Eigenschaften: Wärmedehnung, Dichte, Viskosität, Oberflächenspannung und Grenzflächenspannung. Ein so gestaltetes Vorexperiment an Bord einer ballistischen Rakete konnte die bisherigen Überlegungen im wesentlichen bestätigen. Problems in preparing for glass technology investigations in space. Project „Reaction kinetics in glass melts" Work has been in progress since 1975 at the Technical University Clausthal on preliminary work on the theme reaction kinetics in glass melts in preparation for Space Lab experiments in the orbit scheduled for 1982. In these investigations reaction processes between glass melts of difFerent compositions or between crystal (glass) and glass melt will he studied at temperatures above 1200 °C. By working at greatly reduced gravitational acceleration (≈ 10¯⁴ g) the density induced convection which is unavoidable in normal conditions can be suppressed and reaction processes are accessible in a simpler form. For optimum organization of the space experiment a series of glass technological questions must be solved as well as the basic experimental set up. For example the high temperature behaviour of the thermal expansion, density, viscosity, surface tension and interfacial tension need to be known. Preliminary experiments on board of a ballistic rocket have confirmed these considerations. Problèmes liés à la préparation d'expériences spatiales sur le verre. Projet „Cinétique de réaction dans les fontes de verres" Depuis 1975, à l'Université de Clausthal, s'effectuent des travaux préparatoires portant sur la „Cinétique de réaction dans les fontes de verres" en vue d'essais en laboratoire spatial prévus pour 1982 dans l'espace à proximité de la terre. Lors de ces essais, on étudiera les processus de réaction entre des fontes de verres de differentes compositions et entre du cristal (verre) et une fonte de verre au-dessus de 1200 °C. Lors des travaux effectues à gravité réduite (≈ 10¯⁴ g, g = accélération de la pesanteur), on évite la convection de densité qui est inévitable dans des conditions normales, de sorte qu'il est possible d'étudier les processus de réaction sous une forme pure. Pour permettre un déroulement optimal de ces essais spatiaux, il faut résoudre non seulement des problèmes d'ordre général mais aussi de nombreux problèmes technologiques. II faut étudier, entre autres, le comportement des fontes à haute température, c'est-à-dire d'en étudier les propriétés suivantes: dilatation thermique, masse volumique, viscosité, tension superficielle et tension interfaciale. Un essai préalable au bord d'une fusée ballistique conçu de cette façon a confirmé qu'il est possible de poursuivre ces travaux dans le même esprit.