Gemengereaktionen und Glasschmelze

Abstract

Die physikalischen und chemischen Reaktionen, die zum Einschmelzen des Gemenges führen, unterliegen heute noch oft einer unterschiedlichen Deutung. Genau so wie die metallischen tx- und pt-Zustandsdiagramme die Grundlage jeder metall- und eisenhüttenmännischen Arbeit bilden, kann auch die Diskussion über das Erschmelzen der Gläser bzw. über die ablaufenden Reaktionen nur auf der Grundlage der einschlägigen silikatischen Zustandsdiagramme erfolgen. Obgleich solche Zustandsdiagramme nur die Gleichgewichtsverhältnisse wiedergeben, geben sie nicht nur Aufschluss über Ausmaß und Richtung der Reaktionen sowie über die Stabilitätsgebiete der an den Reaktionen beteiligten bzw. in den Systemen vorliegenden Phasen, sie gestatten vielmehr darüber hinaus auch die Verhältnisse bei unvollständiger Gleichgewichtseinstellung zu schließen. Zur Untermauerung solcher Schlüsse ist jedoch die Kenntnis der Geschwindigkeiten, mit der die Reaktionen ablaufen, unumgänglich notwendig. Nach einer Besprechung der Gleichgewichte in den Systemen Alkalioxyd-SiO₂-CO₂, wird auf die Faktoren eingegangen, die den Geschwindigkeitsablauf der Gleichgewichtsreaktionen bestimmen. Als solche Faktoren kommen in Frage: der CO₂-Druck, das Mischungsverhältnis, die Korngröße, die Temperaturverteilung im Reaktionsgut, die Bildung von Schmelzen, die Wirkung der Atmosphäre (Wasserdampf) und die Wirkung von Beimengungen. Die Methode, nach der diese Einflüsse untersucht werden, wird an Hand der entwickelten Apparatur und der im System Na₂O-SiO₂-CO₂ erhaltenen Ergebnisse verdeutlicht. Der Einfluss der vorstehend genannten Faktoren des Gemengeschmelzens auf die Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten wird formelmäßig erklärt.