D1 Dilatometrie und charakteristische Punkte

Thema

Die Dilatometrie dieses Modells erfasst die Ausdehnung und Kontraktion des Glases bei Temperaturänderungen. Dabei wird für diese Basismessung dieselbe lineare thermische Ausdehnung verwendet, die bereits im entsprechenden Modell für Metalle zum gleichen Zweck eingesetzt wird. Da sich das Glas unterhalb einer bestimmten Temperatur annähernd gleichmäßig ausdehnt und dabei starr bleibt, weist die resultierende Ausdehnungskurve im Anfangssegment eine annähernd konstante Steigung auf.

Die Tatsache, dass sich die Steigung dieser Ausdehnungskurve bei einer bestimmten Temperatur mehr oder weniger abrupt ändert, ermöglicht die Bestimmung der dilatometrischen Glasübergangstemperatur: Oberhalb dieser Temperatur verhält sich das Glas nicht mehr wie ein starrer Festkörper, sein Ausdehnungskoeffizient steigt, und die Kurve nimmt eine andere Steigung als im vorherigen Segment an. Durch Anpassen zweier Geraden an jedes dieser Segmente – vor und nach der Steigungsänderung – ergibt sich die Temperatur des Schnittpunkts dieser beiden Geraden, die exakt der dilatometrischen Glasübergangstemperatur dieses Glases entspricht.

Dieselbe Ausdehnungs- und Kontraktionskurve identifiziert bei weiter steigender Temperatur oberhalb des Glasübergangs auch weitere charakteristische Punkte: den Deformationspunkt, an dem sich das Glas unter seinem Eigengewicht sichtbar verformt; Der Temperpunkt, die Referenztemperatur, bei der die Restspannungen im Glas abgebaut sind, und der Erweichungspunkt, bei dem das Glas so weich ist, dass es unter seinem Eigengewicht merklich fließt, werden durch die Tatsache definiert, dass jeder dieser Punkte einer zunehmend höheren Temperatur als der vorherige entspricht. Zusammen beschreiben sie die gesamte Abfolge der Zustände, die das Glas beim Erhitzen durchläuft.

Dieses Modell, zusammen mit den Dilatometriedaten des geöffneten Glases, liefert seine Ergebnisse für zwei weitere Modelle: das Modell zur Beschreibung der Glasübergangstemperatur, die durch den Schnittpunkt der Steigungen ermittelt wird, und das Modell zur Beschreibung der Standardviskositätspunkte des Glases, einschließlich des Deformationspunkts, des Temperpunkts und des Erweichungspunkts, die durch dieselbe Ausdehnungs- und Kontraktionskurve identifiziert werden.

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