Sintering and crystallization of glasses with roedderite-type composition (Na, K)2Mg5Si12O30

Abstract

Two glass powders of roedderite-type composition (Na₂Mg₅Si₁₂O₃₀ and NaKMg₅Si₁₂O₃₀) have been prepared for sintering and crystallization experiments. Glass powder of sodium roedderite composition sinters to a dense body after 15 to 60 min at 800 to 850 °C before crystallization. The sintered body crystallizes easily to give roedderite as the main phase. Sodium-potassium-roedderite glass powder can be sintered to a dense body, too, though the sintering rate is lower. This is due to the higher viscosity of the sodium-potassium-roedderite glass. The amount of crystallized roedderite is smaller in the sodium-potassium composition whereas the amount of residual glass is higher. This influences the thermal expansion of the compact, which is higher than in the sodium roedderite glass-ceramic. The thermal expansion coefficient of the latter is close to that of pure crystaline sodium roedderite.

Zwei Glaspulver mit Roedderit-artigen Zusammensetzungen, Na₂Mg₅Si₁₂O₃₀ und NaKMg₅Si₁₂O₃₀, wurden für Sinter- und Kristallisationsexperimente präpariert. Glaspulver mit Natrium-Roedderitzusammensetzung läßt sich vor Einsetzen der Kristallisation in 15 bis 60 min bei 800 bis 850 °C dichtsintern. Das gesinterte Glas kristallisiert leicht, wobei sich als Hauptphase Roedderit bildet. Glaspulver mit Natrium-Kalium-Roedderitzusammensetzung läßt sich ebenfalls zu einem dichten Körper sintern, jedoch mit einer geringeren Sintergeschwindigkeit, was auf die höhere Viskosität des Natrium-Kalium-Roedderitglases zurückzuführen ist. Die Menge des kristallisierenden Roedderits ist in letzterem geringer, während der Gehalt an Restglas höher ist. Dies hat Auswirkungen auf die thermische Ausdehnung der Glaskeramik, die höher ist als die der Natrium-Roedderit-Glaskeramik. Der thermische Ausdehnungskoeffizient der Natrium-Roedderit-Glaskeramik kommt dem des kristallinen Natrium-Roedderits nahe.