Hydrolytische Resistenz von Caesiumsilicatgläsern

Abstract

In den ternären Systemen SiO₂-Cs₂O-BeO, SiO₂-Cs₂O-ZnO und SiO₂-Cs₂O-TiO₂ wurden Gläser gefunden, die bei hohem Caesiumgehalt gute Wasserbeständigkeit und günstige Schmelz- sowie Verarbeitungseigenschaften besaßen. In diesen Grundsystemen wurden zahlreiche mehrkomponentige Kombinationen untersucht, wobei sich als zusätzlich stabilisierende Komponenten ZrO₂ und SnO₂, einzeln und gemeinsam eingeführt, bewährten. Die Schmelzeigenschaften der außerordentlich viskosen berylliumhaltigen Gläser ließen sich durch LiO₂-Zusätze verbessern, ohne daß dabei die Wasserbeständigkeit entscheidend gelitten hätte. Als günstigstes erwies sich im System SiO₂-Cs₂O-BeO-Li₂O-ZrO₂ ein Glas mit 35,36 Gew.- % Caesium, das bei einer Auslaugung nur 0,015 % der im Glas vorhandenen Caesiummenge abgab. Diese relativen Auslaugungswerte wurden auch in den anderen Grundsystemen erreicht, allerdings nur bei Gläsern mit nur 25 bis 27 Gew.- % Caesium. Die Auslaugbarkeit der Gläser wurde zunächst orientierungsmäßig nach dem Verfahren DIN 12111 und später genauer durch flammenfotometrische Untersuchungen beurteilt. Hydrolytic resistance of caesium silicate glasses Glasses of high caesium content but having good chemical durability, melting characteristics and working properties can be found in the systems SiO₂-Cs₂O-BeO, SiO₂-Cs₂O-ZnO and SiO₂-Cs₂O-TiO₂ . Numerous multi-component glasses based on these systems with ZrO₂ and SnO₂ as stabilizers, separately or in conjunction, have been investigated. The melting properties of the unusually viscous glasses containing beryllium can be improved by the use of Li₂O without thereby impairing durability. Thus a glass with 35,36 wt. % Cs in the system SiO₂-Cs₂O-BeO-Li₂O-ZrO₂ released only 0,015 % of the caesium present in the glass. Similar leaching behaviour was attainable in the other systems but only with glasses having 25 to 27 wt. % Cs. The durability of the glasses was first estimated approximately according to DIN 12111 and later more precisely by flame photometry. Résistance hydrolytique de verres de silicate de césium Dans les systèmes ternaires SiO₂-Cs₂O-BeO, SiO₂-Cs₂O-ZnO et SiO₂-Cs₂O-TiO₂ , on a trouvé des verres à haute teneur en césium possédant une bonne resistance hydrolytique et des propriétés de fusion et de façonnage favorables. Dans ces systèmes de base, on a étudié de nombreuses combinaisons à plusieurs composants dans lesquelles les composants additionnels ZrO₂ et SnO₂ , introduits séparément ou ensemble, exerçaient une action stabilisatrice. Les propriétés de fusion des verres de béryllium à haute viscosité peuvent être améliorées par des additions de Li₂O sans que la resistance hydrolytique de ces verres n'ait à en souffrir notablement. Dans le système SiO₂-Cs₂O-BeO-Li₂O-ZrO₂ , le verre le plus favorable se révèle être un verre à 35,36 % pondéraux de césium: au cours d'une lixiviation, il ne cède que 0,015 % du césium présent dans le verre. Ces valeurs relatives de lixiviation sont également atteintes dans les autres systèmes de base, mais uniquement pour des verres ne comportant que 25 à 27 % pondéraux de césium. L'altérabilité des verres a d'abord été appréciée à titre indicatif par la méthode DIN 12111 et a été déterminée ensuite d'une manière plus précise par des études par photométrie de flamme.