Hydrolytische Resistenz von Caesiumsilicatgläsern

Abstract

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.

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.

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.