Glaskeramiken & Composite

  REM-Aufnahme von einer Glaskeramik Urheberrecht: © GHI

In vielen Bereichen des täglichen Lebens werden Glaskeramiken, aufgrund der sehr gut einstellbaren Materialeigenschaften, eingesetzt. Es lassen sich unter anderem der thermische Ausdehnungskoeffizient, die Festigkeit und die optischen Eigenschaften durch die Ausbildung von einer oder mehreren kristallinen Phasen steuern. Die Eigenschaften der Glaskeramik hängen dabei von den Eigenschaften und dem Anteil der kristallinen Phase in der Glaskeramik ab.

 

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Jonas Hugo Hildebrand

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Einfluss von kaltem Plasma auf Glaskeramiken

Koronaentladungen an mehreren Drahtspitzen Urheberrecht: © GHI Koronaentladungen an mehreren Drahtspitzen über einer Glasprobe. Das Glas liegt dabei auf einer geerdeten Plattenelektrode auf.

Das Keimbildungs- und Kristallisationsverhalten von Gläsern kann auf verschiedenste Weise beeinflusst und gesteuert werden, beispielsweise über die Zugabe von Keimbildnern. Doch auch äußere Faktoren, wie eine definierte Ofenatmosphäre oder das Anlegen eines elektrischen Feldes während des Keramisierungsvorgangs, haben Auswirkung auf die Kristallisation. Die Beeinflussung von Glaseigenschaften durch Anlegen eines E-Feldes bei erhöhten Temperaturen (auch thermal poling genannt) kann auf verschiedene Weise geschehen, beispielsweise durch Platzieren eines Glases zwischen zwei Kondensatorplatten. Eine andere Möglichkeit stellt das sogenannte corona poling dar. Dabei werden hohe elektrische Spannungen von mehreren tausend Volt an Elektrodenspitzen angelegt und durch eine Koronaentladung ein Plasma im Ofenraum erzeugt. Je nach Polarität der angelegten Spannung, liegen negativ oder positiv geladene Ionen vor, die auf der Glasoberfläche verschiedene Effekte hervorrufen. Durch die offene Elektrodenkonfiguration besteht hier zudem die Möglichkeit der Wechselwirkung zwischen Glas und Atmosphärenbestandteilen im E-Feld. Die Auswirkungen von E-Feldern und verschiedenen Atmosphären auf die Struktur und dadurch veränderte mechanische Eigenschaften von Glaskeramiken sollen in einem laufenden Forschungsprojekt untersucht werden, um diese gezielt auf ihren Anwendungsfall hin funktionalisieren zu können.