Sperrwirkung ionenausgetauschter Glasoberflächen

Abstract

Durch eine einstündige Behandlung eines Na-haltigen Silicatglases in einer K-Salzschmelze bei 425 °C ( <Tg) wird infolge von K-Na-Ionenaustausch eine dünne Oberflächenschicht des Glases in Struktur und Eigenschaften verändert. Diese Schicht wirkt sich auf ein 22Na-Diffusionsexperiment im Sinne einer partiellen Sperrung aus. Während die Matrix der Austauschschicht etwa die Eigenschaften des unveränderten Ausgangsglases beibehält, wandert zwischen 440 und 180 °C ungefähr die Hälfte der Ionen mit einem um den Faktor 20 bis 100 kleineren Diffusionskoeffizienten. Aufbau der Austauschschicht und Auswertung der Diffusionsprofile werden diskutiert. Dabei zeigt sich, daß auch hier ähnlich wie bei anderen Transportprozessen (elektrische Leitfähigkeit und innere Reibung) an homogenen und oberflächenbehandelten Gläsern in erster Linie nur der Äquivalentbruch der K-Ionen für die auftretenden Effekte verantwortlich ist.