Preparation and properties of nitrided phosphate glasses

Abstract

Nitrided phosphate glasses with the composition (in mol%) of 25 R2O • 20 BaO • 3 Al2O3 • 52 P2O5 (R = lithium, sodium, potassium) have been prepared by remelting at 650 to 800 °C in a flowing dry ammonia atmosphere. The chemical durability of the glasses increases strongly with the nitrogen addition, as well as the glass transition and dilatometric softening temperatures and microhardness; whereas the thermal expansion coefficient diminishes with rising nitrogen contents. The kinetics of nitridation and the structural changes produced by nitrogen incorporation are also studied in these glasses. Es wurden nitridierte Phosphatgläser einer molaren Zusammensetzung von 25 R2O • 20 BaO • 3 Al2O3 • 52 P2O5(R = Lithium, Natrium, Kalium) durch Aufschmelzen bei Temperaturen von 650 bis 800 °C in einer trockenen Ammoniakatmosphäre hergestellt. Mit der Stickstoffzugabe steigen die chemische Beständigkeit, die Transformations- und die dilatometrische Erweichungstemperatur sowie die Mikrohärte dieser Gläser deutlich an. Im Gegensatz hierzu verringert sich der Wärmeausdehnungskoeffizient mit zunehmendem Stickstoffgehalt. Die Kinetik der Nitridierung und die strukturellen Veränderungen, erzeugt durch den Einbau von Stickstoff, wird in diesen Gläsern untersucht.