D2 Viskosimetrie

Thema

Die Viskosität dieses Glases in Abhängigkeit von der Temperatur, die Gegenstand dieses Modells ist, wird direkt mit zwei komplementären Verfahren gemessen: dem Rotationsviskosimeter und dem Plattenviskosimeter. Da die Viskosität dieses Glases zwischen Schmelz- und Temperbereich um mehrere Größenordnungen abfällt, kann keines der beiden Verfahren allein den gesamten Viskositätsbereich abdecken.

Das Rotationsviskosimeter misst die Viskosität dieses Glases im Schmelzbereich bei hohen Temperaturen: Ein in die Glasschmelze eingetauchter Rotor rotiert mit einer bestimmten Drehzahl. Das Drehmoment, das zum Aufrechterhalten dieser Rotation erforderlich ist, gibt bei dieser Temperatur die Viskosität der Glasschmelze an, die noch flüssig genug ist, damit sich ein Rotor darin drehen kann. Höhere Temperaturen führen zu einer geringeren Viskosität und folglich zu einem geringeren Drehmoment, das zum Drehen des Rotors benötigt wird.

Je höher die Temperatur der Glasschmelze, desto geringer ihre Viskosität und desto geringer das zum Drehen des Rotors benötigte Drehmoment. Das Parallelplattenviskosimeter misst hingegen die Viskosität dieses Glases im Temperierbereich, bei einer deutlich niedrigeren Temperatur als im Schmelzbereich: Eine Glasprobe wird unter konstanter Last zwischen zwei parallelen Platten zusammengepresst und beim Fließen des Glases langsam zerdrückt. Die Geschwindigkeit dieser Zerdrückung gibt bei der jeweiligen Temperatur die Viskosität des Glases in diesem Bereich an, die für eine Messung mit einem Rotor zu hoch ist. Eine höhere Viskosität des Glases im Temperierbereich bewirkt, dass die Probe unter gleicher Last langsamer zerdrückt wird; eine niedrigere Viskosität hingegen führt zu einer schnelleren Zerdrückung.

Dieses Modell, das auf zwei verschiedenen Techniken basiert, ermöglicht es daher, mithilfe seiner kombinierten Daten, die sowohl den Schmelz- als auch den Temperbereich abdecken, die Parameter eines anderen Modells in diesem Satz anzupassen. Dieses Modell beschreibt die Viskosität des Glases über den gesamten Temperaturbereich mithilfe der VFT-Gleichung (Vogel-Fulcher-Tammann). Die Tatsache, dass die Daten dieses Modells beide Temperaturextreme abdecken und nicht nur eines davon, bedeutet, dass diese Parameter über den gesamten von dieser Gleichung beschriebenen Temperaturbereich zuverlässig angepasst werden und nicht nur in einem Teil davon.

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