Aluminat-Titanatgläser im System Na₂O-BaO-Al₂O₃-TiO₂

Abstract

The synthesis of stable titanate glasses which do not contain any of the conventional network-forming oxides has been studied. The properties of such glasses : crystallization behaviour, refractive index and density are described, depending an composition. Formation of glasses has been reported previously in different TiO2-containing systems, e.g. alkali oxides-titania, alkaline earth oxides-titania, alkali oxides-alumina-titania and alkaline earth oxides-alumina-titania. However all of these glasses could be prepared only in small amounts and by very rapid quenching. The investigations proved that large samples of rather stable glasses could be obtained in systems Me2O-MeO-Me2O3-TiO2 preferably with Na2O-BaO-Al2O3-TiO2 or Na2O-BaO-Ga2O3-TiO2. The regions where such glasses are formed are very limited however. Usually such glass forming compositions have ratios Me2O : MeO = 1 and TiO2: Me2O3 = 1 to 5. A hitherto unknown Na-Ba-aluminate solid solution of ß-alumina type is described as a devitrification product. Les verres qui font partie de systèmes comportant TiO2 tels que TiO2-oxydes alcalins, TiO2-oxydes alcalino-terreux, TiO2-Al2O3-oxydes alcalins et TiO2-Al2O3-oxydes alcalino-terreux, sont bien connus. On n'a pu produire ces verres que par trempe rapide et seulement en petites quantités. Les expériences ont porté sur l'obtention de verres de titanate ne comportant aucun des oxydes formateurs de réseau conventionnels. Des paraisons plus importantes de verre stable ont pu être obtenues dans les systèmes Me2O-MeO-Me2O3-TiO2, de préférence avec Na2O-BaO-Al2O3-TiO2 ou Na2O-BaO-Ga2O3-TiO2. De toute manière, les domaines de vitrification sont très limités dans ces systèmes. En général, les compositions formatrices de verres ont, dans ce cas, un rapport Me2O : MeO = 1 et TiO2 : Me2O3 = 1 à 5. On établit le comportement à la cristallisation, l'indice de réfraction et la densité de ces verres en fonction de leur composition. On décrit également à cette occasion un cristal mixte à base d'aluminate de Na-Ba du type Al2O3-ß inconnu jusqu'ici. Gläser in Systemen mit TiO2, z. B. Alkalioxide-TiO2, Erdalkalioxide-TiO2, Alkalioxide-Al2O3-TiO2 und Erdalkalioxide-Al2O3-TiO2, sind bekannt. Diese Gläser konnten nur durch schnelles Abschrecken und nur in kleinen Mengen hergestellt werden. Die beschriebenen Experimente befaßten sich mit der Darstellung von Titanatgläsern, die keines der konventionellen Netzwerkbildneroxide enthalten. In Systemen Me2O-MeO-Me2O3-TiO2 konnten vorzugsweise mit Na2O-BaO-Al2O3-TiO2 oder Na2O-BaO-Ga2O3-TiO2 größere Posten haltbarer Gläser erzeugt werden. Die Bereiche der Glasigkeit sind in diesen Systemen allerdings recht begrenzt. In der Regel haben hier glasbildende Zusammensetzungen die Verhältnisse Me2O : MeO = 1 und TiO2 : Me2O3 = 1 bis 5. Kristallisationsverhalten, Brechungsindex und Dichte dieser Gläser werden in Abhängigkeit von der Zusammensetzung dargelegt. Dabei wird auch ein bisher noch nicht bekannter Natrium-Barium-Aluminatmischkristall vom ß-Al2O3-Typ beschrieben.