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Regensburg 2000 – scientific programme

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 8: Gläser II

DF 8.4: Talk

Thursday, March 30, 2000, 15:50–16:10, H11

Rückbildung von Phasentrennungsbereichen in Gläsern — •Rainer Kranold1, Armin Hoell2, Martin Kammel1 und Günter Goerigk31Universität Rostock, Fachbereich Physik, D-18051 Rostock — 2Hahn-Meitner-Institut Berlin, D-14109 Berlin — 3Forschungszentrum Jülich, Postfach 1913, D-52425 Jülich

Das untersuchte Glas mit der Zusammensetzung 13Na2O-11CaO-76SiO2 (mol%) entmischt im Temperaturbereich zwischen der Glastransformationstemperatur, Tg=570oC, und der Binodaltemperatur, Tb=705 oC, über die Stadien Keimbildung/Keimwachstum und Reifung in zwei amorphe Phasen, SiO2-reiche Tröpfchen in einer an SiO2 verarmten Glasmatrix [1, 2]. Wird das bei einer Temperatur T1 entmischte Glas einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur T2 >T1 unterworfen, findet eine Rückbildung der Phasentrennungsbereiche statt. Diese Rückbildungsprozesse sind bisher selten untersucht worden.

In diesem Beitrag wird mit der Methode der Röntgen-Kleinwinkelstreuung (RKWS) gezeigt, wie die Rückbildung von bei T1=650 oC gebildeten Phasentrennungsbereichen während einer Wärmebehandlung oberhalb (T2= 710 oC) und unterhalb (T2= 690 oC) der Binodaltemperatur abläuft. Bei T2>Tb führt ein Interdiffusionsprozeß zur Abnahme der SiO2-Konzentration im Innern der Tröpfchenphase, deren Abmessungen dabei, bis zur vollständigen Auflösung, kontinuierlich kleiner werden. Für T2<Tb wird zunächst ebenfalls eine Abnahme der SiO2-Konzentration im Innern der Tröpfchen und eine Abnahme der mittleren Tröpfchengröße beobachtet. Dieser Prozeß endet jedoch, wenn die SiO2-Konzentration der Matrix den der Temperatur T2 entsprechenden Gleichgewichtswert erreicht hat. Danach setzt ein Wachstum der größten verbliebenen Tröpfchen durch Reifung ein. Unsere RKWS-Resultate zeigen gute Übereinstimmung mit kürzlich publizierten Ergebnissen einer Monte Carlo Simulation [3].

Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (Kr 1372/2-2).

[1] J. J. Hammel, J. Chem. Phys. 46 2234 (1967)

[2] A. Hoell, R. Kranold, U. Lembke, J. Aures, J. NonCryst. Solids 208 294 (1996)

[3] I. Žižak, P. Fratzl, O. Penrose, Phys. Rev. B55 1 (1997)

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