5. Glaschemie

Question 1

Was bedeuetet: Glas ist ein Werkstoff ohne Gefüge

Answer 1

(fest) -> keine andere Möglichkeit, seine Eigenschaften zu beeinflussen als über die Chemie seiner Bindungen die Struktur und Topologie auf atomarer Ebene

Question 2

Welche Bindungstypen gibt es?

Answer 2

• metallisch,
• ionisch,
• kovalent,
• van der Waals.

Question 3

Wovon hängt es ab, welche Bindung auftritt?

Answer 3

hängt von den:

• Elektronegativitätsunterschied der Partner und
• der mittleren Elektronegativität ab.

Question 4

Was ist Ionizität?

Answer 4

Ionenanteil einer Bindung im Verhältnis zum kovalentem Anteil,

Question 5

Elementverhalten in Gläser

Answer 5

• Netzwerkwandler 1.Art und bilden NBO zb. Li, Na,
• Netzwerkwandler 2.Art bilden NBO mit Dissoziationsgrad, zB. Mg,
• strukturaktive Elemente bilden Ladungsdefizittetraeder zB. Al, Ga
• Polymerisierende Netzwerkbildner, zB. B

Question 6

Eigenschaften Netzwerkbildner

Answer 6

• -> bilden ein polymersiertes Netzwerk,
• -> in Oxidgläsern zählen Si, B und P zu den Netzwerkbildnern,
• Zunahme der Viskosität,
• Erhöhung der Erwichungstemperatur, Ritzhärte und Temperaturwechselbeständigkeit,
• Erniedrigung der Wärmedehnung,
• Verbesserung der chem. Beständigkeit

Bsp: SiO2, B2O3, P2O5

Question 7

Eigenschaften Netzwerkwandler

Answer 7

• -> modifizieren das Netzwerk der Netzwerkbildner,
• -> durch den Einbau von Netzwerkwandlern enstehen Sauerstofftrennstellen im Netzwerk,
• -> In Oxidgläsern zählen die Elemente der Alkali- und Erdalkalimetalle zu den Netzwerkwandlern,
• Verbesserung des Schmelz und Läuterverhaltens,
• Erniedrigung der Härte und chem. Beständigkeitm
• Erhöhung der Wärmedehnung

Bsp: K2O, Na2O

Question 8

Zwischenoxide

Answer 8

• Erhöhung der Viskosität und Glaslänge,
• Verbesserung der mech. und chem. Eigenschaften
  Bsp: Al2O3

-PbO

Question 9

Allgemeine Regeln zur Glasbildung von “starken” und “schwachen” Gläser

Answer 9

Starke:

• gehen keine Freiheitsgrade verloren,
• kleiner cp(p unten) Sprung bei Tg(g unten)

Schwache:
- Glasübergang durch den Verlust von
Konfigurationsfreiheitsgrade innerhalb einzelner MRO Bereiche,
- großer cp (p unten) Sprung bei Tg (g unten)

Question 10

Welche Kugelpackungen gibt es?

Answer 10

• trigonal planar (0,155),
• tetraedrisch (0,255),
• oktaedrisch (0,414),
• kubisch (0,732),
• ikosaedrisch (0,902),
• dodekaedrisch (1,803).