Die Glasbildung im System Li₂O-SiO₂

Abstract

Der Bereich der Glasbildung im System Li₂O-SiO₂ liegt unter konstant gehaltenen Bedingungen (luftabgeschreckte Schmelztropfen) zwischen 27 und 37 Mol-% Li₂O. Schmelzen mit weniger als 27 Mol-% Li₂O und Schmelzen mit mehr als 37 Mol-% Li₂O entglasen. Die Ursache der Trübung der Gläser im kieselsäurereichen Gebiet des Systems Li₂O-SiO₂ ist die Kristallisation von SiO₂ aus der Schmelze. Die Kristalle sind allerdings so klein, dass ein Opalglas entsteht. Das Entglasungsprodukt im lithiumreichen Gebiet des Systems Li₂O-SiO₂ ist Lithium-Metasilikat (Li₂O*SiO₂). In diesem Fall sind die Kristalle größer (dem bloßen Auge sichtbar). Die Kristallisation von SiO₂ aus kieselsäurereichen Schmelzen im System Li₂O-SiO₂ kann durch Zusatz kleiner Mengen von Al₂O₃ oder Ga₂O₃ (1 bzw. 2 Mol-% bei luftabgeschreckten Tropfen) verhindert werden. Es wird angenommen, dass die Opaleszenz (SiO₂-Ausscheidung) im kieselsäurereichen Gebiet des Systems Li₂O-SiO₂ und die umgekehrt "s"-förmigen Liquiduskurve in diesem Gebiet Beweise für eine nichthomogene Struktur der Schmelze sind. Demnach liegen in ihr Bereiche von praktisch reinen SiO₂ mit einer wohlgeordneten Struktur vor, und diese sind die Keimbildungszentren des Cristobalits.