ESCA- und SIMS-Untersuchungen an ionenausgetauschten Glasoberflächen

Abstract

Concentration profiles near the surface of a K/Na ion-exchanged sodium aluminosilicate glass were investigated by ESCA and SIMS. Starting from the characterization of differently prepared sample surfaces, the incorporation into the glass surface of Ca²⁺ present as an impurity in the KNO₃ melt was demonstrated. The segregation developing after ion exchange was measured after storing for a long time. Alkali enrichment at the surface can be interpreted in terms of the difference in enthalpy of segregation between the surface and the bulk.

Des profils de concentration proches de la surface ont été étudiés par ces méthodes sur un verre d'aluminosilicate de sodium ayant été traité par échange d'ions K/Na. La caractérisation de surfaces d'échantillons traitées différemment, a permis d'apporter la preuve de l'insertion, dans la structure de la surface du verre, de Ca²⁺ provenant de traces contenues dans les fontes de KNO₃. Les processus de ségrégation qui se déroulent après l'échange d'ions sont étudiés après de longues durées. Les enrichissements en alcalins à la surface peuvent être interprétés à l'aide de différences d'enthalpie de ségrégation entre la surface et la masse.

Oberflächennahe Konzentrationsprofile werden an einem K/Na-ionenausgetauschten Natrium-Alumosilicatglas mit Hilfe von ESCA und SIMS untersucht. Ausgehend von der Charakterisierung unterschiedlich präparierter Probenoberflächen wird der Nachweis des Ca²⁺-Einbaus in die Glasoberfläche aus Spurengehalten der KNO₃-Schmelzen erbracht. Die nach dem lonenaustausch ablaufenden Segregationsprozesse werden nach Langzeitlagerungen gemessen. Alkalianreicherungen an der Oberfläche sind mit Hilfe von Segregationsenthalpieunterschieden zwischen Oberfläche und Volumen interpretierbar.