Zur Modellierung der chemischen Beständigkeit von oxidischen Gläsern

In dieser Arbeit werden die Prinzipien der Berechnung von Korrosionseigenschaften von Gläsern vorgestellt , basierend auf dem Modell der konstitutionellen Komponenten, das den thermodynamischen Zustand des amorphen Glaszustandes auf einen kristallinen Referenzzustand zurückführt. Die Prinzipien des Modells werden an Berechnungen zu Alumoborosilicatgläsern (N-A-B-S-System), zu Phosphatgläsern und zur Glaskeramik dargelegt. Das Modell wird um die Temperaturabhängigkeit nach dem Korrespondenzprinzip erweitert. Besonderes Augenmerk wird auf die Charakterisierung der Grenzfläche zwischen Glas und Wasser gelegt. Es werden Adsorptionskoeffizienten verschiedener Metallionen für die Glasoberfläche eingeführt. Der Ladungsnullpunkt von Glasoberflächen wird rechnerisch bestimmt. Eine neue Methode zur Berechnung der Oberflächenkonstitution, die das eindiffundierte Wasser in die Glasoberfläche bei der Modellierung berücksichtigt, wird vorgestellt. Alle Berechnungen werden mit experimentellen Daten verglichen und überprüft.

The objective of this study is the calculation of corrosion properties of glasses. Using the model of constitutional components, new applications of the calculation are presented, e.g. for alumoborosilicate glasses (N-A-B-S-system), phosphate glasses, and glass ceramics. The model is extended to the calculation of the temperature dependence by the so-called correspondence principle. A special focus was laid on the interface glass / water, which was characterized by calculated adsorption coefficients and points of zero charge. A new method way to determine the surface constitution, also comprising the diffusion of water into the glass surface, is presented leading to a detailed description of corrosion properties. All calculations are compared to experimental data.