Investigation of the dissolution of metallic silicon spheres in a container glass melt

摘要

Im Labormaßstab wurden metallische Siliciumkugeln aus der industriellen Weißglasproduktion und spektralreines Silicium in Weißglas-, Braunglas- und Grünglasscherbenschmelzen getempert. Das Auflösungsverhalten von Silicium wurde im Temperaturbereich von 1200 bis 1500℃ unter normaler Luft- und einer Schwefeldioxidatmosphäre untersucht. Silicium löst sich in der Glasschmelze unter Bildung einer dünnen SiO_2-Schicht an der Oberfläche der Kugeln nur bei hohen Temperaturen und langen Temperzeiten. Die Auflösung von Silicium ist ein Prozeß mit niedriger Reaktionsgeschwindigkeit und einem komplexen Reaktionsmechanismus, da Silicium mit Sauerstoff, den Hydroxidionen und den polyvalenten Ionen in der Behälterglasschmelze in Wechselwirkung tritt.%On laboratory scale, metallic silicon spheres obtained from industrial flint glass production and spectroscopically pure silicon were annealed in flint glass, amber glass and green glass cullet melts. The dissolution behavior of silicon was investigated in the temperature range of 1200 to 1500℃ in normal air and sulfur dioxide atmosphere. Silicon dissolves by formation of a thin silicon dioxide layer at the surface of the spheres only at high temperatures and long annealing times. The dissolution of silicon is a process with low reaction rate and a complex reaction mechanism due to interactions of silicon with oxygen, hydroxide ions and polyvalent ions in the container glass melt.