Solarisationserscheinungen an cer- und arsenhaltigen Kalk-Natronsilicatgläsern

Abstract

Ein Modellglas der Zusammensetzung 74 SiO2, 16 Na2O, 10 CaO (Stoffmengengehalt in %) wurde jeweils mit polyvalenten Elementen wie Fe2O3 (0,04 %), CeO2 (0,12 %) und As2O3 (0,11 %) dotiert, sowie in der Kombination von Fe2O3 mit CeO2 und Fe2O3 mit As2O3. Vom Grundglas und von den dotierten Gläsern wurden vor und nach einer UV-Bestrahlung lichtoptische und Elektronenspinresonanz(ESR)-Spektren aufgenommen. Die Solarisationserscheinungen äußern sich als Wertigkeitswechsel der polyvalenten Elemente oder an Hand der Bildung von Elektron-Loch-Paaren. Insbesondere konnte das unterschiedliche Solarisationsverhalten eisenverunreinigter Gläser, die entweder mit Arsenoxid oder Ceroxid entfärbt werden, nachvollzogen werden. Während bei cerentfärbten Gläsern die UV-Bestrahlung eine Zunahme an Fe2+ -Ionen und somit eine Abnahme der Transmission im Infraroten bewirkt, ist bei arsenentfärbten Gläsern ein gegenteiliges Verhalten festzustehen, d. h. die Transmission nimmt auf Grund einer Fe2+ -Abnahme zu. Die Bildung von Elektron-Loch-Paaren ist nur beim Grundglas und beim arsendotierten Glas zu beobachten. Das experimenteh ermittelte Solarisationsverhalten der unterschiedlich dotierten Gläser führt zur Annahme von strahlungsinduzierten, dotierungselementspezifischen Elektronenbildungsraten, die dann zwanglos die Art des Wertigkeitswechsels und die Bildung von Elektron-Loch-Paaren erklären.