Thermal treatment and analysis involved in the preparation and investigation of different types of inorganic glasses

Abstract

The importance of the thermal behaviour of glasses is illustrated. Some procedural characteristics for glass preparation upon quenching are discussed to distinguish the positive effects of increasing cooling rate. The basic thermodynamic quantities, kinetic data and procedural parameters are listed. The glass-transformation interval is treated in detail to demonstrate the temperature-dependences of heat capacity, enthalpy an Gibbs energy for as-quenched and annealed glasses, exemplifying processes of thermally stimulated reordering. Particular attention is paid to DTA measurements, which are of use for the determination of characteristic temperatures and to for the distinction of possible types of processes which occur upon reheating. Most common cases are illustrated by a series of hypothetical ΔH vs. T and ΔT _dta vs. T plots. Different glass formation coefficients based on the onset temperatures are discussed to confirm the general knowledge that their maxima match with concentration regions close to that of invariant melting of the system.

Zusammenfassung

Es wird die Bedeutung des thermischen Verhaltens von Glas verdeutlicht. Einige technologische Kenngrößen der Gasherstellung beim Abschrecken sowie grundlegende thermodynamische Größen, kinetische Daten und technologische Parameter, wurden beschrieben, um bei steigender Abkühlgeschwindigkeit positive Einflüsse erkennen zu können. Zur Unterstreichung thermisch stimulierter Umordnungsprozesse und zur Verdeutlichung der Temperaturabhängigkeit von Wärmekapazität, Enthalpie und freier Enthalpie von abgeschrecktem und kühlgeglühtem Glas wird das Intervall der Glasumformung ausführlich behandelt. Erhöhte Aufmerksamkeit wurde DTA-Messungen geschenkt, um charakteristische Temperaturwerte festzustellen und um eventuelle Typen der Prozesse, die beim Nachhitzen ablaufen, zu erkennen. Die häufigsten Fälle werden durch hypothetische ΔH-T und ΔT _dta -T Diagramme illustriert. Verschiedene Glasformationskoeffizienten für die Anfangstemperatur wurden diskutiert, um den allgemeinen Fakt zu bekräftigen, daß deren Maximum mit den Konzentrationsbereichen nonvariant schmelzender Systeme übereinstimmt.

Резуме

Показана важность зн ания термического поведения новых стек лообразных материал ов. Обсуждены некоторые методологические характеристики полу чения стекол при резк ом охлаждении, с тем чтоб ы различить положите льные эффекты увеличения с корости охлаждения. В связи с этим приведе ны основные термодин амические величины, кинетическ ие данные и методичес кие параметры. Детально о бработан интервал стеклообразования с тем, чтобы показать температурные завис имости, энтальпии и эн ергии Гиббса для охлажденн ых и оттоженных образ цов стекол, являющихся пр имером процессов тер мически стимулированного пе реупорядочения. Особое внимание было уделено ДТА измерени ям, позволяющим определ ять характеристичны е температуры и различ ать возможные типы пр оцессов, происходящих при пов торном нагреве. Наиболее общ ие случаи представле ны большим числом гипотетическ их графиков в координ атах ΔH-Т и ΔТ _дтa-Т. Исходя и з начальных температ ур, обсуждены коэффицие нты образования стекол с целью подтверждения того факта, что их максимум сочет ается с концентрацио нными областями, близкими к таковым при инвариан тном плавлении этой систе мы.