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- ItemMößbaueruntersuchung von Wertigkeitsverhältnis und Koordination des Eisens in Silicatgläsern(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1969) Frischat, Günther Heinz; Tomandl, GerhardIn einer früheren Arbeit war aus den Mößbauerspektren an einer Reihe von Eisen-Alkali-Silicatgläsern das Wertigkeitsverhältnis von Fe2+ zu Fe3+ durch grafische Bestimmung ermittelt worden. Die Auswertung dieser Spektren wird nunmehr nach der Methode der kleinsten Quadrate mit Hilfe einer elektronischen Rechenmaschine ausgeführt. Die Ergebnisse werden mit den Werten aus der chemischen Analyse verglichen. Fe3+ ist in Silicatgläsern — analog zum Al3 + —normalerweise tetraedrisch von Sauerstoff umgeben, d. h. es ersetzt Si4+ als Netzwerkbildner mit Ladungsausgleich durch ein Alkaliion. Steigt der Fe3+ -Gehalt (es wurden sechs Na2O-CaO-Fe2O3-SiO2-Gläser mit Fe2O3-Gehalten zwischen 2 und 18 Mol-% untersucht) so weit, daß das Molverhältnis Fe3+/( (Na+ + 1/2Ca2+) + Fe3+) den Wert 0,5 überschreitet, geht das Fe3+ in Oktaederkoordination. Dieser Koordinationswechsel des Fe3+ wird aus der Änderung der Isomerieverschiebung des Mößbauereffektes nachgewiesen, was sich nach Walker, Wertheim und Jaccarino formal durch eine Änderung des Anteiles der (4s)-Elektronen an der Elektronenkonfiguration beschreiben läßt. Bei eisenhaltigen Phosphatgläsern tritt ein solcher Koordinationswechsel nicht auf.
- ItemTwin-roller quenching of Bi2Sr2Ca2Cu3O10 melts(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1993) Schmidt-zum Berge, Anke; Rädlein, Edda; Frischat, Günther HeinzMelts of the target composition Bi2Sr2Ca2Cu3O10 were produced and quenched in a specially designed twin-roller device. Quenching rates were estimated to be between about 0.2 ∙ 10^6 and 2 ∙ 10^6 K ∙ s^-1. In all quenching experiments mainly three sample shapes resulted, thin slivers, fibers, and clusters of sticking droplets. Slivers and fibers proved to be glassy, whereas the bulk of the clusters was crystalline. The slivers showed surface features due to nonuniform solidification processes. Thus wavy regions could be found or the surfaces were layered because of a rupturing during quenching. It could further be shown that an AI2O3 content of the melts does have some influence on the glass formation.
- ItemSperrwirkung ionenausgetauschter Glasoberflächen(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1971) Frischat, Günther HeinzDurch eine einstündige Behandlung eines Na-haltigen Silicatglases in einer K-Salzschmelze bei 425 °C (
- ItemSolid-state MAS NMR studies of the structure of magnesium aluminosilicate oxynitride glasses(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1990) Hater, Wolfgang; Müller-Warmuth, Werner; Steffestun, Bärbel; Frischat, Günther HeinzMagic angle spinning (MAS) 29Si and 27Al NMR has been applied to study the structure of glasses in the system SiO2-Al2O3-MgO with and without addition of Si3N4. Aluminium appears to be tetrahedrally coordinated. In contrast to studies of binary and quasibinary glasses, as a consequence of the large number of structural units, no splittings of the 29Si NMR spectra into individual lines have been observed. Chemical shift and line width data have been discussed in terms of a structural model which rules out AI-O-AI, AI-Ο-Mg and Mg-Ο-Mg bonding as well as a binary distribution of Q^n units. The spectra indicate preferentially Si-N and to a lesser extent Al-Ν bonding if nitrogen is incorporated into the network.
- ItemLithium-Selbstdiffusion in Lithiumsilicatgläsern(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1984) Beier, Wolfram; Frischat, Günther HeinzZur Bestimmung des Lithium-Selbstdiffusionskoeffienten DLi* in binären Lithiumsilicatgläsern der Zusammensetzung x Li2O · (100-x) SiO2 mit x = 18, 25 und 33 wurde eine Meßmethode entwickelt und angewandt. Das Verfahren beruht auf einem Austausch der beiden stabilen Lithiumisotope 6Li und 7Li sowie anschließender massenspektrometrischer Analyse. Dazu wurden Glasproben in einer 6Li-angereicherten Salzschmelze behandelt und danach schichtweise oder ganz in einem Quadrupolmassenspektrometer mit thermischer Zweiband-Ionenquelle auf das Isotopenverhältnis hin untersucht. Aus den Ergebnissen konnte der Selbstdiffusionskoeffizient für Temperaturen zwischen 270 und 450 °C (T ≦ Tg) berechnet werden. Die DLi*-Werte sind recht groß (um 1 ∙ 10^-8 cm^2 s^-1 bei 350 °C), sie liegen in der gleichen Größenordnung wie der Selbstdiffusionskoeffizient des Natriums in entsprechenden Natriumsilicatgläsern. Für die Aktivierungsenergie ergaben sich Werte zwischen 64 und 81 kJ/mol. Es wurden Anzeichen für einen Isotopieeffekt der Lithiumdiffusion gefunden. Daraus und mittels Anwendung der Nernst-Einstein-Gleichung werden Schlüsse auf den herrschenden Transportmechanismus gezogen.
- ItemUrsachen der Gallebildung bei Opalglas(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1985) Schäfer, Heiko; Frischat, Günther Heinz; Marks, JürgenIn dieser Arbeit werden die Ursachen der Bildung von Fluorgalle bei der Herstellung von Opalglas untersucht. An Hand von Tiegelversuchen kann gezeigt werden, daß Fluorgalle erst entsteht, wenn der Gesamtfluorgehalt des Glases einen Mindestwert übersteigt, in diesem Fall ist es ein Massengehalt von etwa 4 %. Die Entstehung der Galle wird auch durch niedrigere Schmelztemperaturen um 1000 °C begünstigt, bei längeren Schmelzzeiten und bei höheren Temperaturen tritt eine fortschreitende Auflösung der Fluorgalle ein. In einer bereits homogenen Schmelze bildet sich auch beim Abkühlen keine Fluorgalle mehr.
- ItemNatrium-Tracerdiffusion in wasserarmem synthetischem Kieselglas(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1969) Frischat, Günther HeinzAn dem wasserarmen synthetischen Kieselglas Suprasil W (Na-Gehalt 0,55 ppm) wurde zwischen 240 und 965 °C die 22Na-Diffusion gemessen. Das Arrhenius-Diagramm des erhaltenen Diffusionskoeffizienten läßt sich nur durch eine gekrümmte Funktion darstellen. Der Mechanismus der Na-Diffusion kann, wie bei dem ebenfalls wasserarmen (aus Quarz hergestellten, 8,1 ppm Na enthaltenden) Infrasil, in einem Austausch 22Na+ aus dem Tracer gegen 23Na+ aus dem Glas gesehen werden, während bei dem stark wasserhaltigen synthetischen Suprasil I (0,14 ppm Na) möglicherweise auch eine Wechselwirkung mit H+ -Ionen auftritt. Bei Suprasil W und Suprasil I, nicht aber bei Infrasil, tritt bei allen Temperaturen neben dem durch einen eindeutigen Diffusionskoeffizienten beschreibbaren Volumeneffekt ein Steilabfall der Aktivität in oberflächennahen Schichten < 10 bis 20 µm auf. Dieser Oberflächeneffekt wird nach einem Vergleich der Absolutkonzentrationen zwischen 22Na-Tracer und Na in den Gläsern als Folge einer Verletzung der Anfangsbedingung einer „momentanen Quelle" diskutiert.
- ItemFarbionenaustausch an Gläsern unter Wirkung eines elektrischen Feldes(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1977) Peters, Eggert; Frischat, Günther HeinzAn einem Modellglas großer Alkaliionenbeweglichkeit wird die Diffusion von Farbionen mit der Wertigkeit zwei oder größer als zwei aus Pasten untersucht. Das Eindringen der Ionen mit und ohne Wirkung eines äußeren elektrischen Feldes wird diskutiert. Bei geeigneter Wahl der Elektrodenmaterialien findet das Eindringen höherwertiger Ionen zwar statt, jedoch sind die erzielten Färbungen, außer im Falle von Cu²⁺-Ionen, wegen geringer Farbintensität und geringen Eindringtiefen für eine technische Anwendung nicht ohne weiteres geeignet. Effect of an electric field an the exchange of colouring ions in glasses Diffusion of colouring ions with valancies two or greater than two has been investigated using a model glass with a high mobility of the alkali ions. Penetration with or without an externally applied electric field is discussed. Using suitable active electrodes ions with a charge more than one do migrate into the glass samples, however, resultant colours are not very sensitive and, except for Cu²⁺-ions, the penetration depth is too small for technical applications. Echange d'ions chromogènes dans les verres sous l'action d'un champ électrique On étudie sur un verre-type renfermant des ions alcalins trs mobiles la diffusion d'ions chromognes de valence egale ou supérieure à deux provenant de pâtes. On discute l'influence qu'exerce sur la pénétration des ions la présence ou l'absence d'un champ électrique extérieur. Lorsque le matériau des electrodes est choisi correctement, il se produit bien une pénétration d'ions de valence plus élevée mais les colorations obtenues — à l'exception du cas particulier des ions Cu²⁺ — ne conviennent pas telles quelles pour une utilisation technique, étant donné la faible intensité de la coloration et les profondeurs de pénétration réduites.
- ItemIonentransport in Siliciumdioxid(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1972) Frischat, Günther HeinzDieser Bericht gibt einen Überblick über die bisher an SiO2 ausgeführten Transportuntersuchungen. Neben der Bestimmung der Selbstdiffusion der Grundbausteine Silicium und Sauerstoff spielt auch die chemische Diffusion eine große Rolle, wobei zu unterscheiden ist, ob die zusätzlich eingeführten Ionen lediglich als Mineralisatoren und/oder Stabilisatoren wirken oder ob es sich um chemische Reaktionen mit Bildung neuer Produkte handelt. Da auch die reinsten Formen von SiO2 in die Struktur eingebaute Verunreinigungen im ppm-Bereich aufweisen, stellen deren Beweglichkeiten ebenfalls typische Kennwerte dar. Von besonderem Interesse sind dabei die Spuren OH-, Na+, Ca2+ und Al3+. Bisherige Untersuchungen dieser Art wurden fast ausschließlich nur an kristallinem Quarz und an nichtkristallinem Kieselglas ausgeführt. Dabei interessierte neben der Ermittlung der kinetischen Größen insbesondere auch der im Atomaren ablaufende Mechanismus. Eine endgültige Klärung konnte noch nicht in allen Fällen erzielt werden.
- ItemKationenselbstdiffusion in Silicatgläsern(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1971) Frischat, Günther HeinzAn einem Glas aus dem ternären System Na2O-CaO-SiO2 wird unterhalb Tg die 22Na- und 45Ca-Diffusion mit Hilfe einer Restaktivitätsmethode bestimmt. Die Ergebnisse lassen sich für die Na-Selbstdiffusion zwischen 221 und 513 °C durch D0 = 8,31 ∙ 10^-3 cm2/s und Q = 22,8 kcal/mol und für die Ca-Selbstdiffusion zwischen 474 und 545 °C durch D0 = 39,7 cm2/s und Q = 53,7 kcal/mol beschreiben. Verschiedene bisher an Silicatgläsern gewonnene Ergebnisse der Kationenselbstdiffusion werden vergleichend zusammengestellt und bezüglich des Einflusses der Glaszusammensetzung, der Größe der Frequenz- und Korrelationsfaktoren und der im Glas möglichen Defektstruktur diskutiert.