Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 5: Gl
äser

DF 5.4: Fachvortrag

Dienstag, 27. März 2001, 15:50–16:10, S18/19

Periodische Ausscheidungen von Silberpartikeln in Kalk-Natron-Silikatgläsern — •S. Kürbitz, K.-J. Berg und G. Berg — Fachbereich Physik, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Friedemann-Bach-Platz6, 06108 Halle

Die zweistufige Bildung von sphärischen Silberpartikeln wurde in Kalk-Natron-Silikatgläsern mit stark unterschiedlichen Eisengehalten untersucht. Die erste Stufe ist ein Tieftemperatur-Ionenaustausch, mit dem in einer dünnen Oberflächenschicht der Gläser ein Teil der Natrium-Ionen durch Silberionen ersetzt wird. In der zweiten Stufe findet während einer Temperaturbehandlung oberhalb T_g die Diffusion der Silberionen ins Glasinnere, die Reduktion von Ag⁺- durch Fe²⁺-Ionen zu Silberatomen und deren Aggregation zu Silberpartikeln statt. Mittels ortsauflösender Mikroskop-Spektralphotometrie und Vergleich der experimentell ermittelten Spektren mit theoretisch berechneten wurden die Tiefenprofile der Partikelgröße und -konzentration ermittelt, die bei hohen Eisengehalten (0,6 Masse-%) eine bisher nur bei Temperaturbehandlungen in reduzierender H₂-Atmosphäre auftretende quasi-periodische Struktur sowohl bei der Größe als auch bei der Konzentration zeigen. Bei niedrigen Eisengehalten (0,13 Masse-%) treten dagegen monoton abnehmende Konzentrationsprofile und monoton zunehmende Größenprofile auf. Modelle, die die Entstehung der unterschiedlichen Tiefenprofile beschreiben, werden diskutiert.