Zur Aktivität der Keimbildner bei der initiierten Kristallisation glasbildender Schmelzen

Abstract

The activity of nucleation cores in the catalyzed crystallization of glasses is considered from both theoretical and experimental standpoint. Particular attention is paid to the effect of thermal stresses induced at the phase boundary between the nucleating substrate and the glass. The detailed theoretical analysis indicates that under the same conditions, the activity of nucleation cores should be proportional to the square of the difference between the expansion coefficients of the glass and the cores. Comparison with existing experimental data confirms the obtained theoretical results and permits a broader discussion of a number of problems concerning the catalyzed crystallization of glasses and the selection of oxide or metal nucleation agents used for the preparation of glass-ceramic materials. Le problème de l'activité des agents nucléateurs au stade initial de la cristallisation des verres est envisagé tant sous l'angle théorique qu'expérimental. On étudie en particulier l'influence qu'exercent les contraintes thermiques à l'interface agent nucléateur/verre sur l'activité des agents nucléateurs. Une analyse théorique approfondie montre que, toutes conditions egales, l'activité des agents nucléateurs doit être proportionnelle au carré de la différence entre le coefficient de dilatation linéaire du verre et celui des agents nucléateurs. La comparaison avec les données expérimentales mentionées dans la littérature et celles obtenues par l'auteur confirme les résultats théoriques et permet une discussion plus générale des problèmes liés a l'activité des agents nucléateurs métalliques et oxydes. Il est alors possible de choisir parmi ces agents nucléateurs ceux qui conviennent le mieux à la fabrication des vitrocéramiques. Das Problem der Aktivität der Keimbildner in der initiierten Kristallisation der Gläser wird theoretisch und experimentell betrachtet. Insbesondere wird der Einfluß untersucht, den thermische Spannungen an der Grenzfläche Keimbildner/Glas auf die Aktivität der keimbildenden Unterlagen ausüben können. Die eingehende theoretische Analyse zeigt, daß die Aktivität der Keimbildner bei sonst gleichen Bedingungen dem Quadrat der Differenz in den Längen-Ausdehnungskoeffizienten zwischen Glas und Keimbildner proportional sein muß. Der Vergleich mit eigenen und der Literatur entnommenen experimentellen Daten bestätigt die theoretischen Ergebnisse und erlaubt eine allgemeinere Diskussion der Fragen der Aktivität metallischer und oxidischer Keimbildner und deren optimaler Auswahl bei der Herstellung von Glaskeramiken.