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- ItemGrenzflächenkonvektive Erscheinungen und Faltenbildung an der Oberfläche hochfluoridhaltiger Glasschmelzen beim Abkühlen(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1973) Brückner, Rolf; Käs, Hans HerbertHochfluoridhaltige Glasschmelzen zeigen einen starken Fluorabbrand. Durch diesen Stoffübergang von der Schmelze in die Atmosphäre wird selbst in der kurzen Zeit während des Ausgießens und Abkühlens bis zum Einfrierbereich dieser Gläser eine inhomogene Oberfläche erzeugt, die heftige Grenzflächenkonvektion zur Folge hat, die wiederum rückgekoppelt den Stoff- und Temperaturübergang anfacht und charakteristische Oberflächenströmungen verursacht. Diese Vorgänge führen in Verbindung mit den Unterschieden in der Einfriertemperatur und im Längen-Ausdehnungskoeffizienten zwischen der inhomogenen Oberflächenhaut und den darunterliegenden (homogenen) Schichten zu charakteristischen Faltungen im „lederharten" Zustand, die schließlich als eingefrorene Oberflächenstrukturprofile sichtbar werden. Die Phänomene werden beschrieben, optisch, chemisch, röntgenografisch sowie mineralogisch untersucht und gedeutet.
- ItemDer strukturmodifizierende Einfluß des Hydroxylgehaltes in Kieselgläsern(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1970) Brückner, RolfDie Anomalie des negativen Volumen-Temperaturverhaltens von hydroxylarmen, „natürlichen" Kieselgläsern (Typ I/II) im Temperaturbereich 1000 bis 1500 °C mit dem Hochtemperaturminimum bei 1550 °C tritt bei hydroxylreichen, „synthetischen" Kieselgläsern (Typ III) nicht auf. Die Volumen-Temperaturkurve zeigt einen Verlauf, der zwischen dem des Typs I/II und den binären Alkali- und Mehrkomponenten-Silicatgläsern liegt. Das Tieftemperaturminimum, je nach thermischer Vorgeschichte bei - 60 bis - 120 °C, bleibt dagegen erhalten und wird durch den Hydroxylgehalt zu tieferen Temperaturen verschoben. Die Ergebnisse werden mit dem Konzept der Vorordnungsbereiche, der strukturellen Spannungen und der Entkoppelungswirkung der Hydroxylgruppen in Verbindung mit der Vorstellung von Smyth über die bevorzugten transversalen Schwingungen im SiO2-Verband gedeutet.
- ItemDiffusionskinetische Entmischung und Kristallisation im System Li2O-BaO-SiO2(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1970) Nau, Dieter; Brückner, RolfEs werden quantitative Untersuchungen über metastabile flüssig-flüssig-Phasentrennungs- und Kristallisationsvorgänge in Gläsern des pseudobinären Systems (4/5 Li2O 1/5 BaO)-SiO2 mit Hilfe der Röntgenkleinwinkelstreuung (Kratky-Kamera) und der Röntgenbeugung durchgeführt. Die Entmischungskurve wird aus Opaleszenzbeobachtungen bestimmt und mit Berechnungen von Charles verglichen. Die Auswertung der Röntgenkleinwinkelstreukurven erfolgt nach der Methode der Gaussschen Annäherung. Aus den daraus erhaltenen Größenverteilungen der amorphen Tröpfchenphase und aus thermodynamischen Berechnungen ergeben sich für das Glas der Zusammensetzung (in Mol- %) : 20 Li2O, 5 BaO und 75 SiO2 als Beispiel für das diffusionsbestimmte Wachstum einer Phase in einer übersättigten Lösung Diffusionskoeffizienten von 10^-16 bis 10^-14 cm2/s im Temperaturbereich von 575 bis 650 °C mit einer Aktivierungsenergie von 71 kcal/mol. Bei Kristallisation der Matrix von der Oberfläche her, wobei Li- und Ba-Disilicate entstehen, ist der Entmischungsvorgang gehemmt und kommt schließlich zum Stillstand. Bei Temperaturen oberhalb der Entmischungskurve entsteht an Stelle der Disilicate Cristobalit. Die Kinetik der Transportvorgänge, die sich durch Überlagerung mehrerer Diffusionsströme ergibt, scheint vorwiegend durch die Sauerstoffdiffusion bestimmt zu sein.
- ItemSpannungen und lonentransport im Floatglas(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1971) Brückner, Rolf; Navarro, José FernándezWährend des Floatglasprozesses findet eine Alkali-, Erdalkalioxid- und Hydroxyl- bzw. „Wasser"verarmung der Oberflächenschichten statt, die auf der Atmosphärenseite kaum und auf der Zinnbadseite nur teilweise — zu etwa 35% — durch SnO bzw. zu etwa 17% durch Sn2+ -Ionen kompensiert wird. Dies führt zu Druckspannungen in den Oberflächenschichten, wobei die atmosphärenseitigen Spannungen größer als die zinnbadseitigen Spannungen sind. Die Druckspannungen werden durch zwei Zugspannungszonen im Innern kompensiert. Im Anlieferungszustand sind diesen Spannungen thermische Spannungen überlagert, die durch Tempern beseitigt werden können, wobei z. T. auch die durch lonentransport bedingten Spannungen abgebaut werden (Diffusionsrelaxation). Je größer die Schichtdicke der Floatglasscheiben, um so geringer war die Ziehgeschwindigkeit beim Herstellungsprozeß, um so länger die Verweilzeit auf dem Zinnbad und in der reduzierenden Atmosphäre, um so größer der Alkali-, Erdalkalioxid- und Hydroxylverlust und um so größer die verbleibenden Druckspannungen in den Oberflächenschichten. Vergleichsweise zeigte ein nach dem „klassischen" Verfahren hergestelltes Spiegelglas zunächst ebenfalls außen Druck- und innen Zugspannung; nach Abbau der thermischen Spannungen durch Tempern aber Zugspannungen in den Oberflächenschichten, die vermutlich vom Schleif- und Poliervorgang herrühren, und im Innern Druckspannung. Die dem lonentransport zugrunde liegenden Reaktionsmechanismen an den Floatglasgrenzflächen — reduzierende Atmosphäre/Glas bzw. Zinnbad/Glas — werden erläutert und eine Bilanz der am lonentransport beteiligten Komponenten gegeben.