Spannungen und lonentransport im Floatglas

Abstract

Während des Floatglasprozesses findet eine Alkali-, Erdalkalioxid- und Hydroxyl- bzw. „Wasser"verarmung der Oberflächenschichten statt, die auf der Atmosphärenseite kaum und auf der Zinnbadseite nur teilweise — zu etwa 35% — durch SnO bzw. zu etwa 17% durch Sn2+ -Ionen kompensiert wird. Dies führt zu Druckspannungen in den Oberflächenschichten, wobei die atmosphärenseitigen Spannungen größer als die zinnbadseitigen Spannungen sind. Die Druckspannungen werden durch zwei Zugspannungszonen im Innern kompensiert. Im Anlieferungszustand sind diesen Spannungen thermische Spannungen überlagert, die durch Tempern beseitigt werden können, wobei z. T. auch die durch lonentransport bedingten Spannungen abgebaut werden (Diffusionsrelaxation). Je größer die Schichtdicke der Floatglasscheiben, um so geringer war die Ziehgeschwindigkeit beim Herstellungsprozeß, um so länger die Verweilzeit auf dem Zinnbad und in der reduzierenden Atmosphäre, um so größer der Alkali-, Erdalkalioxid- und Hydroxylverlust und um so größer die verbleibenden Druckspannungen in den Oberflächenschichten. Vergleichsweise zeigte ein nach dem „klassischen" Verfahren hergestelltes Spiegelglas zunächst ebenfalls außen Druck- und innen Zugspannung; nach Abbau der thermischen Spannungen durch Tempern aber Zugspannungen in den Oberflächenschichten, die vermutlich vom Schleif- und Poliervorgang herrühren, und im Innern Druckspannung. Die dem lonentransport zugrunde liegenden Reaktionsmechanismen an den Floatglasgrenzflächen — reduzierende Atmosphäre/Glas bzw. Zinnbad/Glas — werden erläutert und eine Bilanz der am lonentransport beteiligten Komponenten gegeben.