Viskositätsuntersuchungen an Gläsern im kieselsäurereichen Teil des Systems K₂O-PbO-SiO₂

Abstract

Die Viskosität von Gläsern aus dem System K₂O-PbO-SiO₂ wird im Bereich hoher Kieselsäuregehalte untersucht, und der Verlauf der Isokomen für 900, 1200 und 1400 °C wird aufgenommen. Zur Messung wurde ein handelsübliches Rotationsviskosimeter mit einem Platinrührer ausgerüstet, in dessen Schaft ein Thermoelement zur Temperaturmessung im Rotationskörper angebracht war. Die Untersuchungen im Teilsystem K₂O-SiO₂ ergeben einen stetigen Verlauf der Isothermen der Viskosität in Abhängigkeit vom Alkaligehalt, während die entsprechenden Kurven der Aktivierungsenergie der Viskosität im Bereich des Tetrasilicates ein deutliches Maximum zeigen. Im System K₂O-PbO-SiO₂ besteht eine Unstetigkeitszone im Verlauf von Viskosität, Aktivierungsenergie, Verarbeitungsintervall und Ionenrefraktion des Sauerstoffions der Gläser. Diese Zone verläuft im untersuchten Zusammensetzungsbereich auf der alkalireichen Seite des Systems und ergänzt die Ergebnisse früherer Untersuchungen. Als mögliche Ursache für die Abweichung dieser Glaseigenschaften von der Linearität der Zusammensetzung wird ein dem Mischalkalieffekt ähnlicher Zustand diskutiert und mit Hilfe der Weylschen Theorien über den Glaszustand überprüft. Investigation of viscosity of glasses in the silica-rich part of the system K₂O-PbO-SiO₂ Viscosities of highly siliceous glasses in the system K₂O-PbO-SiO₂ were investigated and the isokoms for 900, 1200 and 1400 °C determined. A commercial rotating viscometer with platinum stirrer which contained a thermocouple in the shaft was used. Results for the K₂O-SiO₂ system showed a continuous dependence of the viscosity isotherms on alkali content whilst the activation energy of viscosity showed a distinct maximum in the region of the tetrasilicate. The K₂O-PbO-SiO₂ shows a range of discontinuity in viscosity, activation energy, working range and oxygen ionic refraction of the glasses. This zone lies on the alkali-rich side of the system and the results supplement those of earlier investigations. A state similar to the mixed alkali effect is considered as the source of this non-linearity and also discussed in terms of Weyl's theory on the glassy state. Etude de la viscosité de verres dans le domaine riche en silice du système K₂O-PbO-SiO₂ La viscosité des verres du système K₂O-PbO-SiO₂ est mesurée dans le domaine des teneurs élevées en silice et l'on détermine l'allure des isocomes pour 900, 1200 et 1400 °C. On utilise pour la mesure un viscosimètre rotatif du commerce, équipé d'un agitateur en platine, dans la tige duquel on a incorporé un thermocouple destiné à mesurer la température dans l'élément rotatif. Les recherches sur le système partiel K₂O-SiO₂ révèlent une allure constante des isothermes de la viscosité en fonction de la teneur en alcalis tandis que les courbes correspondantes relatives à l'énergie d'activation de la viscosité dans le domaine du tetrasilicate montrent un maximum très net. Dans le système K₂O-PbO-SiO₂, il existe une zone discontinue dans l'allure de la viscosité, de l'énergie d'activation, de l'intervalle de travail et de la refraction ionique de l'ion oxygène des verres. Cette zone se développe, dans le domaine de compositions étudié, vers le côté riche en alcalis du système et complète les résultats des recherches précédentes. Comme cause possible du fait que ces propriétés du verre s'écartent de la linéarité de la composition, on émet l'hypothèse d'un état similaire à l'effet alcalin mixte, hypothèse que l'on vérifie à l'aide des théories de Weyl sur l'état vitreux.