Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 8: Gläser II

DF 8.4: Vortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 15:50–16:10, H11

Rückbildung von Phasentrennungsbereichen in Gläsern — •Rainer Kranold¹, Armin Hoell², Martin Kammel¹ und Günter Goerigk³ — ¹Universität 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, T_g=570^oC, und der Binodaltemperatur, T_b=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>T_b führt ein Interdiffusionsprozeß zur Abnahme der SiO₂-Konzentration im Innern der Tröpfchenphase, deren Abmessungen dabei, bis zur vollständigen Auflösung, kontinuierlich kleiner werden. Für T₂<T_b 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. Non−Cryst. Solids 208 294 (1996)

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