Sprung im Ausdehnungskoeffizienten und Leerstellenkonzentration bei Tg von glasigen Systemen

Abstract

Mit der indirekten archimedischen Methode wurde das spezifische Volumen mehrerer Gläser unterhalb und oberhalb Tg gemessen. Die Glasübergangstemperatur Tg wird als die Temperatur angesehen, bei der die elastischen Bindungen brechen und Leerstellen entstehen können. Es besteht eine einleuchtende Beziehung zwischen dem Produkt Ag * Tg und den elastischen Konstanten bei Tg. Die Leerstellen bewirken einen Sprung im Ausdehnungskoeffizienten bei Tg und eine Zunahme des elastischen Potentials der Schmelze. Über die elastischen Konstanten hängt ΔA * Tg mit der Größe Ag * Tg zusammen. Die Leerstellenbildung wird als Reaktion 1. Ordnung beschrieben. Mit einer einfachen Beziehung kann die Leerstellenkonzentration xL, bei Tg aus ΔA * Tg berechnet werden. Wenn man die Aktivierungsenergie der Leerstellen-bildung auf das Tom ( = kg-Atom) bezieht, ist sie identisch mit der inneren Verdampfungswärme, die proportional der atomaren Oberflächenenergie ist. Die Größen ΔA * Tg bzw. xL hängen nicht allein von den elastischen Konstanten bzw. Ag * Tg ab, sondern auch von der Struktur der Schmelze. The increase in the coefficient of thermal expansion and the free volume concentration at Tg of vitreous systems. The indirect Archimedes method has been used to measure the densities of numerous glasses above and below Tg. The transformation temperature, Tg, can be considered to be the temperature at which elastic Bonds can be broken and free-volume created. There is an interesting relation between the product Ag * Tg and the elastic constants at Tg. The creation of free volume causes an increase in the ex-pansion coefficient at Tg and an increase in the elastic potential of the melt. The elastic constants are related to ΔA * Tg and to the magnitude of Ag * Tg. Formation of free volume can be treated as a first order reaction and the free volume concentration xL at Tg can be calculated from ΔA * Tg using a simple equation. If the activation energy of forming free volume is related to Tom ( = kg-Atom), it is identical to the heat of evaporation which is proportional to the atomic surface energy. The parameters ΔA * Tg and xL depend not only on the elastic constants and A * Tg but also on the structure of the melt. Variation brusque du coefficient de dilatation et concentration de lacunes à la température de transformation des systmes vitreux Par la méthode indirecte d'Archimède, on mesure le volume spécifique de plusieurs verres de part et d'autre de la température de transformation. Celle-ci est considérée comme étant la température à laquelle les liaisons élastiques se rompent et des lacunes peuvent apparaitre. I1 existe une relation evidente entre le produit A * Tg et les constantes élastiques à la température Tg. Les lacunes entrainent une variation brusque du coefficient de dilatation à Tg et un accroissement du potentiel élastique de la fonte. Par l'intermédiaire des constantes élastiques, ΔA * Tg est lié à la grandeur Ag * Tg. La formation de lacunes est décrite comme une reaction du 1er ordre. A l'aide d'une relation simple, on peut calculer la concentration de lacunes xL, à Tg à partir de ΔA * Tg. Si l'on met l'énergie d'activation correspondant à la formation de lacunes en relation avec le Tom ( = kg-atom), elle est identique à la chaleur interne de vaporisation, qui est eile-même proportionelle à l'énergie atomique superficielle. Les grandeurs ΔA * Tg et xL ne dépendent pas seulement des constantes élastiques et de Ag * Tg, mais aussi de la structure de la fonte.