The influence of composition on some physical properties of glasses in the RO—AI2O3—SiO2 system

Abstract

In glasses of the system RO—AI2O3—SiO2, the influence of the partial replacement of SiO2 by RO (R = Mg, Ca, Sr, Ba) or AI2O3 on the molar volume V1, the molar refraction RM, the mean linear thermal expansion coefficient A and on the transformation temperature has been investigated. V1, RM, A and Tg change linearly with increasing RO or AI2O3 contents. The straight lines for V1 and Rm have different gradients, depending on the alkaline earth oxide present, and intersect at a point which does not correspond with an RO content of 0 % but is dependent on the AI2O3 content. When replacing SiO2 by AI2O3, remains constant, independent of the alkaline earth oxide. This leads to the conclusion that the Al3+ cation is incorporated as a network former. At the same RO contents, a linear dependency of A on the field strength f of the alkaline earth oxide has been determined; which, however, is not so well defined in the case of the V1 and RM values. As far as the Tg behaviour is concerned, no simple relationships are apparent. On etudie sur des verres de ce systeme l'influence du remplacement partiel de SiO2 par RO (R = Mg, Ca, Sr, Ba) ou de AI2O3 sur le volume molaire V1, la refraction molaire RM, le coefficient de dilatation thermique moyen α et la temperature de transition vitreuse Tg. V1, RM, α et Tg varient lineairement avec l'augmentation de la teneur en RO ou AI2O3. Les droites sont inclinees differemment pour V1 et RM selon l'oxyde alcalinoterreux et se coupent en un point dont la position ne correspond pas à une teneur en RO de 0 %, mais à la teneur en AI2O3. Lorsque l'on remplace SiO2 par AI2O3, V1 reste constant independamment de l'oxyde alcalinoterreux. II s'ensuit que le cation AI^3+ joue le role de formateur de reseau. Pour des teneurs en RO egales, on a constate une variation lineaire de α en fonction de l'intensite du champ f des oxydes alcalinoterreux qui, pour V1 et RM, n'est pas aussi bien marquee. En ce qui concerne le comportement de Tg, il n'existe pas de relations simples. An Gläsern des Systems RO-AI2O3—SiO2 wurde der Einfluß eines teilweisen Ersatzes von SiO2 durch RO (R = Mg, Ca, Sr, Ba) oder AI2O3 auf das Molvolumen V1, die Molrefraktion RM, den mittleren thermischen Längenausdehnungskoeffizenten α und die Transformationstemperatur Tg untersucht. V1, RM, α and Tg verändern sich mit zunehmendem RO- oder Al2O3-Gehalt linear. Die Geraden sind für V1 und RMi je nach Erdalkalioxid unterschiedlich geneigt und schneiden sich in einem Punkt, dessen Lage nicht einem RO-Gehalt von 0 % entspricht, sondern vom Al2O3-Gehalt abhängt. Bei einem Ersatz von SiO2 durch AI2O3 bleibt V1, unabhängig vom Erdalkalioxid, konstant. Daraus folgt, daß das Kation Al^3+ als Netzwerkbildner eingebaut wird. Bei gleichen RO-Gehalten wurde für α eine lineare Abhängigkeit von der Feldstärke f der Erdalkalioxide festgestellt, die für die V1- und RM-Werte aber nicht so gut ausgeprägt ist. Bezüglich des Tg-Verhaltens liegen keine einfachen Zusammenhänge vor.