The non-isothermal devitrification of lithium germanate glasses

Abstract

The non-isothermal devitrification of lithium germanate glasses, examined by DTA and XRD, is reported and discussed. The glass compositions are expressed by the general formula:xLi₂O(1−x)GeO₂ withx=0.050, 0.125, 0.167, 0.200 and 0.250. All the glasses studied, unlike GeO₂ glass, exhibit internal crystal nucleation without the addition of any nucleating agent. The devitrification processes occur in one or more steps. Phases which crystallized at each step are identified and crystallization mechanisms proposed. These crystallization mechanisms are related to structures of the crystallizing phases. Activation energy values as well as those for glass transition temperatures, do not vary linearly with increase in Li₂O content but pass through a maximum atx=0.200.

Zusammenfassung

Es wird die nichtisotherme Entglasung von Lithiumgermanat-Gläsern, untersucht mittels DTA und Röntgendiffraktion, beschrieben und diskutiert. Die Glaszusammensetzungen entsprechen der allgemeinen FormelxLi₂O(1−x)GeO₂ mitx=0.050, 0.125, 0.167, 0.200 und 0.250. Anders als GeO₂ zeigen alle untersuchten Gläser eine interne Kristallkeimbildung ohne den Einsatz von Keimbildungsmitteln. Der Entglasungsprozeß verläuft in einem oder mehreren Schritten. Die in den einzelnen Schritten kistallisierten Phasen wurden identifiziert und ein Kristallisationsmechanismus vorgeschlagen. Diese Kristallisationsmechanismen werden mit den Strukturen der kristallisierenden Phasen in Verbindung gebracht. Weder die Werte für die Aktivierungsenergie noch für die Glasumwandlungstemperaturen ändern sich linear mit dem Ansteigen des Li₂O-Gehaltes, durchlaufen aber ein Maximum beix=0.200.