Thermodynamic behaviour of the non-bridging oxygen-free glass system X Ag2O ∙ (2-X) Na2O ∙ 2 Al2O3 ∙ 3 SiO2 ∙ B2O3 in contact with nitrate melts

Abstract

Equilibrium data for the Na+/Ag+ ion exchange at 375 °C between the glass 2 Na2O • 2 Al2O3 • 3SiO2 • B2O3 (Tg = 560 °C), which is free of non-bridging oxygen, and AgNO3-NaNO3 salt melts are analyzed in two different ways (I and II). With the description of the glass as a regular solution (I) as well as with that as a mixed phase with a ñ-type behaviour (II), the high selectivity of the glass system for the Ag+ ions, having the larger crystalline ionic radius as compared to the Na+ ions, is reflected by model-owned parameters. However, the existence of mechanical compressive stress and its partial reduction by structure relaxation in consequence of the viscosity-lowering effect of a high silver content are considerably differently in the two models. Gleichgewichtsdaten des Na+/Ag+ -Ionenaustausches bei 375 °C zwischen dem Glas 2 Na2O • 2 Al2O3 • 3SiO2 • B2O3 ( Tg = 560 °C), das frei von nichtbrückenbildendem Sauerstoff ist, und AgNO3-NaNO3-Salzschmelzen werden auf zwei verschiedenen Wegen (I und II) ausgewertet. Sowohl bei der Beschreibung des Glases als reguläre Lösung (I) als auch bei der als Mischphase mit ñ-Typverhalten (II) wird die hohe Selektivität des Glassystems für Ag+-Ionen, die im Vergleich zu Na+-Ionen den größeren kristallchemischen Ionenradius aufweisen, durch modelleigene Parameter widergespiegelt. Das Auftreten von mechanischen Druckspannungen und deren partieller Abbau durch Strukturrelaxation infolge der viskositätserniedrigenden Wirkung der hohen Silbergehalte werden dagegen von beiden Modellen merklich unterschiedlich reflektiert.