Elastisches Verhalten hochviskoser Glasschmelzen mit Bezug auf die Heißbiegefestigkeit

Abstract

The elastic part of the viscoelastic behaviour of supercooled glass melts (float & Duran glasses) was investigated by a simple bending test which also permitted determination of bending strength by the double ring method. The occurrance of hot brittle fracture depends on Young's modulus Ε below Tg and on an averaged elasticity modulus (the apparent Young's modulus £*) above Tg around the limits of brittle fracture; the latter is strongly dependent on the critical velocity of deformation vc. E* showed dispersion behaviour for both glasses; E* increases rapidly with rate of deformation (more rapidly than Ε below Tg) and the dispersion region is shifted to higher temperature. This was also true for samples with appreciably damaged surfaces. Above this region there is a characteristic difference between the two glasses: for float remains constant but E* increases rapidly with temperature for Duran. There are qualitative simlarities for the frequency and temperature dependence of the ultrasound velocity.

La contribution elastique au comportement visco-elastique de fontes de verre surfondues (verre flotte et Duran) est etudiee à l'aide d'essais de flexion simples qui servent à determiner en meme temps la resistance à la flexion selon la methode des deux anneaux. En outre, on peut egalement se servir, au-dessous de Tg, du module d'elasticite Ε des verres et au-dessus de Tg, d'un module d'elasticite moyen (module apparent E*) à la limite de rupture fragile, qui depend dans une forte mesure de la vitesse de deformation critique pour laquelle a lieu une rupture fragile à chaud. E* fait preuve, à la temperature de transition vitreuse, pour les deux verres, d'un comportement de dispersion. E* augmente avec la vitesse de deformation (plus fortement que Ε au-dessous de Tg) et le domaine de dispersion est deplace vers une temperature plus elevee. Cela est egalement valable pour des echantillons avec une surface deliberement endommagee (frottee au papier emeri). Au-dessus de ce domaine, on note des differences caracteristiques pour les deux fontes de verre: E* reste constant pour le verre flotte et augmente avec la temperature pour le verre Duran. II existe des similitudes qualitatives entre l'influence de la temperature et celle de la frequence sur la vitesse des ultrasons.

Der elastische Anteil des viskoelastischen Verhaltens unterkühlter Glasschmelzen (Floatglas und Duranglas) wird mit Hilfe einfacher Biegeversuche, die zugleich der Bestimmung der Biegefestigkeit nach der Doppelringmethode dienen, untersucht. Hierzu dient unterhalb Tg der Elastizitätsmodul Ε der Gläser und oberhalb Tg ein gemittelter Elastizitätsmodul (scheinbarer E-Modul E*) an der Sprödbruchgrenze, die in starkem Maße von der kritischen Verformungsgeschwindigkeit vc abhängt, bei der ein Heißsprödbruch auftritt, E* zeigt bei Tg für beide Gläser ein Dispersionsverhalten. Mit zunehmender Deformationsgeschwindigkeit steigt E* an (stärker als Ε unterhalb Tg), und der Bereich der Dispersion wird zu höherer Temperatur verschoben. Dies gilt auch für Proben mit bewußt geschädigter (geschmirgelter) Oberfläche. Oberhalb dieses Bereiches treten charakteristische Unterschiede für die beiden Glasschmelzen auf: bleibt bei Floatglas konstant, bei Duranglas steigt E* mit der Temperatur stark an. Es bestehen qualitative Ähnlichkeiten zur Frequenz- und Temperaturabhängigkeit der Ultraschallgeschwindigkeit.