Fixpunkt des Zerfaserungspunktes
log η = 1,5
-> Floatglasschmelze, Schemlzbereich
Fixpunkt der Tropfentemperatur
log η = 3,0
-> Übergabe zur Formgebung
Fixpunkt des Arbeitspunktes
log η = 4,0
Ende des maschinellen Arbeitsbereichs
log η = 6,0
Fixpunkt des Littleton-Punktes
log η = 7,6
Fixpunkt des dilatometrischen Erweichungspunktes
log η = 11,3
Fixpunkt des oberen Kühlpunktes
log η = 13,0
-> Glasübergang
Fixpunkt des unteren Kühlpunktes
log η = 14,5
Fixpunkt der Massenglasschmelze
log eta = 1.5
Fixpunkt von Glasübergang
log eta = 13.0
I: Glas
II: unterkühlte Schmelze
III: Schmelze
Nennen Sie drei physikalische Eigenschaften, die sich nach dem Glasübergang ändern.
Wärmekapazität c_p
thermischer Ausdehnungskoeffizient CTE
molares Volumen V_m
Innere Energie U
Entropie S
Nennen Sie drei Methoden zur Bestimmung der Viskosität
Benennen Sie zusätzlich ihre ausgewählten Methoden mit direkter oder indirekter Bestimmung der Viskosität
Rotationsviskosimetrie (direkt)
Dilatometrie (indirekt)
Erhitzungsmikroskopie (indirekt)
Geben Sie den Viskositätsbereich und den Temperaturbereich an, der im Angell-Plott dargestellt wird.
Temperaturbereich: T_g / T = [0,1]
Viskositätsbereich: log eta = [-4, 13]
Bei T: Kurve D
Bei 1/T: Kurve B
Y-Achse: log eta (eta in dPas)
dilatometrischer Erweichungspunkt: 11,3
Tropfentemperatur: 3,0
Littleton-Temperatur: 7,6
manueller Arbeitsbereich: 4,0 bis 7,6
Bestimmen Sie anhand der gegebenen VFT-Kurven jeweils die Länge der folgenden Gläser in einer maschinellen Produktionsanlage.
Welches ist somit das längste Glas?
Welches Glas hat den längsten manuellen Arbeitsbereich
Lösungsweg:
Prüfen, ob maschinell oder manuell gefragt ist.
maschinell: log η=4 bis 6
manuell: log η=4 bis 7,6
Auf der Y-Achse markierst du z.B die 4, dann ziehst du eine waagerechte Linie zur Kurve und dann nach unten auf die Temperaturachse gehen → T_1.
Dasselbe für die zweite Grenzviskosität → T_2.
Temperaturdifferenz bilden: delte T = T1 - T2
Das Glas mit dem größten ΔT ist das längste Glas.
Y-Achse: log eta (eta in dPas)
T in °C
Y-Achse nummeriert in 2 Schritte: 2,4,6,8,10,12,14
Werte markieren, es gilt: Je höher log eta, desto niedriger ist die Temp
Fallende, gekrümmte VFT-Kurve zeichnen.
!! gegebenes Wert in der Auf ist T_0 nicht T !!
!! Temp gilt in °C !!
Tropfentemp: log eta= 3.0 — T=1160°C
Littletontemp: log eta= 7.6 — T=757,5°C
Ende Arbeitsbereich: log eta= 6.0 — T=845°C
Was sagt der Wert A aus?
Was sagt der Wert T0 aus?
Wann und warum kann B im Sinne eines Arrhenius-Ansatz als Aktivierungsenergie betrachtet werden?
A: Viskositätswert für T -> oo
T_0: maximale Viskosität bei T_0
B: B kann nur im Hochtemperaturbereich im Sinne des Arrhenius-Ansatzes als Aktivierungsenergie betrachtet werden, da dort T_0 gegenüber T vernachlässigbar ist und die VFT-Gleichung dadurch in die Arrhenius-Form übergeht
-: einfach gesagt: B → Aktivierungsenergie nur bei hohen T, weil T−T0≈T
Was ist unter der Länge eines Glases zu verstehen? Benennen Sie alle in diesem Zusammenhang verwendeten Bereiche und geben Sie die jeweils entsprechenden Viskositätswerte an.
Die Länge eines Glases ist das Temperaturintervall, in dem der Arbeitsbereich durchlaufen wird und das somit für die Formgebung zur Verfügung steht.
Maschineller Arbeitsbereich:
log eta η = 4,0−6,0 η in dPas
Manueller Arbeitsbereich:
log η = 4,0−7,6 η in dPas
Sie halten eine Glasanalyse zweier Gläser in der Hand.
Die zwei Gläser haben im Prozentbereich eine identische chemische Zusammensetzung und die identische, glastechnologische „Länge“. Dennoch zeigt sich in der Verarbeitungszeit ein großer Unterschied.
Erklären Sie, was die "Länge" eines Glases aussagt.
Nennen Sie eine mögliche Ursache der unterschiedlichen Verarbeitungszeit und erklären Sie die Auswirkung dieser Ursache.
Eine mögliche Ursache für unterschiedliche Verarbeitungszeiten ist ein unterschiedlicher FeO-Gehalt. FeO beeinflusst die Temperaturleitfähigkeit des Glases und damit seine Abkühlgeschwindigkeit. Dadurch kann trotz gleicher glastechnologischer Länge die Zeit zum Durchlaufen des Arbeitsbereichs unterschiedlich sein.
Die Steigung m ist ein Maß für den Polymerisationsgrad der Struktur.
Starkes Glas (SiO₂): konstante Steigung → kaum Abweichung vom Arrhenius-Verhalten → hoher Polymerisationsgrad.
Fragiles Glas (KNS): steiler werdende Steigung → starke Abweichung vom Arrhenius-Verhalten → niedrigerer Polymerisationsgrad.
Die Größen sind:
der Wärmekapazitätssprung Δcp und
die Vitrifikationsentropie S_vit
SiO₂ ist stärker vernetzt und besitzt weniger Freiheitsgrade → kleineres Δcp.
Beim Kalk-Natron-Silicat-Glas gehen mehr Freiheitsgrade verloren → größeres Δcp.
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