Der Einfluß des Hydroxylgehaltes auf die Dichte und auf den Diffusionsmechanismus in Kieselgläsern

Abstract

Es wird gezeigt, daß die Dichte von Kieselgläsern im Gegensatz zu mehrkomponentigen Silicatgläsern und zum B2O3-Glas durch steigenden Hydroxyl- bzw. "Wasser"-gehalt abnimmt. Die Messungen beziehen sich sowohl auf das aus besonders reinem Bergkristall nach dem Verneuil-Verfahren hergestellte Kieselglas (Homosil) als auch auf das (außer dem Wassergehalt) hochreine, synthetische, aus SiCl4 hergestellte Kieselglas. Die Proben werden bei 1000 °C entwässert und vor der Dichte- und Wassergehaltsbestimmung wegen des großen Einflusses der thermischen Vorgeschichte einer einheitlichen Wärmevorbehandlung bei 1300 °C unterworfen. Die Ergebnisse lassen im Zusammenhang mit früheren Untersuchungen über die Struktur und das Volumen-Temperatur-Verhalten der Kieselgläser im glasigen und unterkühlten Temperaturbereich eine zwanglose Deutung des von G. J. Roberts und J. P. Roberts gemessenen komplexen Diffusionsverhaltens und der Löslichkeit von Wasser im Kieselglas zu. Unter den beiden Voraussetzungen, daß der Diffusionskoeffizient um so größer wird, je größer das spezifische Volumen ist, und die Löslichkeit um so größer wird, je größer die strukturellen Inhomogenitäten sind, können folgende Effekte gedeutet werden. Die Abhängigkeit des Diffusionskoeffizienten von der thermischen Vorgeschichte, von der Wasserkonzentration, von der Temperatur oberhalb und unterhalb des Einfrierbereiches, besondere Anomalien bei 700 und 750 °C und die Löslichkeit von Wasser als Funktion der thermischen Vorgeschichte.