Einfluß der Zusammensetzung auf die Dichte von h-Quarz-Mischkristall-Glaskeramiken und deren Ausgangsgläsern

Abstract

Die Partialvolumina der Komponenten SiO2, AlPO4, LiAlO2, MgAl2O4 und ZnAl2O4 wurden aus Dichtemessungen für den glasigen und kristallinen Zustand einer Glaskeramik vom h-Quarz-Mischkristalltyp bestimmt. Es ergab sich, daß das Partialvolumen von SiO2 und AlPO4 beim Übergang vom glasigen in den kristallinen Zustand abnimmt, während das der restlichen Komponenten um einen ähnlichen Betrag zunimmt. Auf denselben Befund führt die Untersuchung des binären Systems LiAlSiO4-SiO2. Dieser Umstand bedingt u. a., daß die Dichte des Hocheukryptits (LiAlSiO4) kleiner ist als die eines Glases gleicher Zusammensetzung. Als Ursache dieses Effektes käme die Möglichkeit in Betracht, daß ein Teil der Aluminiumionen bei der Kristallisation einen Wechsel von sechsfacher zu vierfacher Sauerstoffkoordination erleidet. Die Untersuchung der Molrefraktion und der AlKβ-Röntgenfluoreszenzemission am Beispiel der Zusammensetzung Li2O ∙ Al2O3 ∙ 4 SiO2 sowie der Variation des Molvolumens mit dem Verhältnis R2O/Al2O3 in Gläsern der Serie (2-x) Li2O ∙ x Al2O3 ∙ 4 SiO2 brachten keine Hinweise auf sechsfach koordinierte Aluminiumionen im Glas. Die Unterschiede der Partialvolumina müssen somit dem kontrahierenden Einfluß der Lithium- bzw. Magnesium- und Zinkionen zugeschrieben werden. Es wird diskutiert, warum sich dieser Einfluß im Glas stärker auswirkt als in den Mischkristallen vom Hochquarztyp.