Influence of non-homologous substitutions of chemical components on rheological properties and on isochomal workability of silicate glass melts

摘要

Glasschmelzen einer nichthomologen Reihe wurden hinsichtlich ihres Fließverhaltens und ihres Spannungsaufbauverhaltens sowie auf ihre isochome Verarbeitbarkeit mit Hilfe der Zylinderstauchmethode untersucht. Die Ergebnisse zeigen, daß die Konkurrenz zwischen dem Brutto-Viskositätseffekt (Gesamt-Viskositätsabfall) und der Bindungsfestigkeit der dynamischen Struktur der Glasschmelzen äußerst stark die Hoch-Temperatur-Zugfestigkeit σ_(ts), die kritische Deformationsgeschwindigkeit h_c und damit die isochome Verarbeitbarkeit bestimmt. Die höheren h_c-Werte sind nicht immer mit einem größeren nicht-Newtonschen Fließeffekt oder mit einem größeren Gesamt-Viskositätsabfall verbunden, wie es gewöhnlich innerhalb homologer Reihen der Fall ist. Jedoch bleibt die Regel für homologe Reihen, daß ein kleinerer Spannungsaufbaumodul E_(max), d.h. eine geringere Steifigkeit und Sprödigkeit einer Glasschmelze, mit einer besseren isochomen Verarbeitbarkeit verknüpft ist, auch gültig für nichthomologe Reihen. Die besonderen Zusammenhänge zwischen σ_(ts), h_c und der Deformation Δh/h_0 werden analysiert.%The glass melts of a non-homologous series were investigated with respect to flow behaviour and stress generation behaviour as well as to workability by means of the cylinder compression method. The results show that the competition between the gross viscosity effect and the bonding strength of the dynamic glass melt structure extremely determines the high-temperature tensile strength, σ_(ts), the critical deformation rate h_c, and by that the isochomal workability. The larger h_c values are not always connected to a larger non-Newtonian flow effect or to a larger gross viscosity effect as it is usually the case for homologous series. However, the rule for homologous series that smaller E_(max) moduli, i.e. smaller stiffness and brittleness of a glass melt, are coupled to a better isochomal workability is also valid for non-homologous series. The special connections between σ_(ts), h_c and deformation, Δh/h_0, are analyzed.