Thermotransport in Silicatgiäsern Teil 2). Untersuchungen an Kieselglas und allgemeine Schlußfolgerungen

Abstract

Es wird über Thermotransportuntersuchungen an Kieselglas berichtet. Es wurde festgestellt, daß die Natriumverunreinigungen mit dem Wärmestrom zur kalten Seite wandern. Es wird ein Wanderungsmechanismus angenommen, an dem zwei Kationensorten teilnehmen. Entgegengerichtet zur Natriumwanderung tritt eine Wasserstoffdiffusion zur heißen Seite auf. Die gemessene effektive Transportwärme stellt die Differenz der beiden individuellen Transportwärmen von Natrium und Wasserstoff dar. Sie ist positiv und temperaturabhängig. An Hand der an binären und ternären Silicatgläsern und an Kieselglas erhaltenen Ergebnisse wurden Abschätzungen gemacht, inwieweit sich Thermotransportvorgänge auf den technologischen Prozeß der Glasherstellung und Glasverarbeitung sowie in der Halbleitertechnik auswirken können. Es zeigte sich, daß die dabei entstehenden Konzentrationsgradienten so klein bzw. die Einstellzeiten dafür so groß sind, daß solche Vorgänge nur in Ausnahmefällen Berücksichtigung finden müssen. Thermotransport in Silicate glasses Part 2. Investigations of vitreous silica and general conclusions Investigations of thermotransport in glassy silica are reported. It was shown that the sodium impurities diffused, with the heat flow, to the cool side. A transport mechanism involving two types of cations is suggested, the sodium diffusion being compensated by counter diffusion of hydrogen to the hot side. The measured effective heat of transport is the difference between the values for sodium and hydrogen; it is positive and temperature dependent. By using the data obtained for silica and binary and ternary silicate glasses it is possible to estimate the importance of thermotransport in technological processes such as glass preparation and glass working as well as in semi-conductor technology. It is shown that the occuring concentration gradients are so small or require such long times to be developed that such processes can be expected only in exceptional cases. Thermotransport dans des verres de silicate 2e partie. Etude du verre de silice et conclusions générales On étudie ce transport de masse induit par des gradients de température dans un verre de silice. On constate que les impuretés de sodium migrent avec le flux thermique vers la partie froide. On suppose un mécanisme de migration auquel participent deux sortes de cations. Dans le sens opposé à la migration du sodium a lieu une diffusion de l'hydrogène vers la partie chaude. La chaleur de transport effective mesurée est égale à la différence entre la chaleur de transport du sodium et celle de l'hydrogène. Elle est positive et dépend de la température. On évalue, au moyen des résultats obtenus sur des verres de silicate binaires et ternaires et sur le verre de silice, jusqu'à quel point ces processus de transport de masse peuvent influer sur le processus technologique de fabrication et de façonnage du verre ainsi que sur les procédés de fabrication des semiconducteurs. On montre que les gradients de concentration qui apparaissent sont si faibles, ou que le temps qui leur est nécessaire pour apparaître est si important, que de tels processus ne doivent être pris en considération que dans des cas exceptionnels.