Definitionen Glas
- ein (vorwiegend) nicht kristalliner Werkstoff
- eine unterkühlte eingefrorene Flüssigkeit
- zeigt einen Glasübergang
- ein Werkstoff ohne Gefüge
Glas Amorph?
Amorphe Struktur vorhanden, aber keine Unordnung. Anordnung mit minimalster Energie angestrebt.
Unterkühlen-Kristallisieren-Einfrieren
Volumen Temperatur Diagramm angeben!
Steigende Viskosität verlangsamt und schließlich verhindert die Einstellung der jewiligen Flüssigkeitsstruktur (Ende ca. 1013 dPas)
Die fiktive Teperatur (Skizze)
Tamanns Erklärung eines plötzlichen Übergangs als Folge einer kontinuierlichen aufgeprägten Zwangsbedingung (“constraint”)
- Tammann erklärt den plötzlichen Übergangs an den Verlust von Freiheitsgeraden. MIthilfe von Kästchen in einem Kasten
- Die Kästchen besitzen die Freiheitsgeraden der Rotation, Vibration und Konfiguration (wie bei Flüssigkeiten).
- Durch das kleiner werden des Kastens verbleibt nur die Vibrationsfreiheitsgerade, wei bei einem Festkörper
- Ein Material mit ähnlicher Struktur würde einfrieren, aber keine kristalline Struktur einnehmen (wie beim Glas)
Investitionen für eine Glasproduktion
- Schmelzanlage: Wannen Wärmetauscher
- Wärmebehandlung: Floatbäder, Kühl- und Vorspannöfen
- Glasmaschinen: Formgebung, Handhabung, Prüfung, Verpackung
- Anlagen der Peripherie: Gemengesilos, Förderanlagen, Brenner, Abgasreinigungsanlagen
Rohstoffe für die Glasproduktion
- primär mineralisch: Sand, Feldspalt, Kalkstein, Dolomit
- primär synthetisch: Soda, Sulfat, Farboxide
- sekundär: Eigenscherben, Recycling-Scherben, Filterstaub
Energieträger für die Glasproduktion
- fossil: Gas, Schweröl, Leichtöl
- synthetische Brennstoffe: Reformgas, Generatorgas
- Strom
Welche Phänomene treten beim Glasübergang auf?
Änderung der Wärmekapazität und des thermischen Ausdehnungskoeffizienten
Was ist Viskosität?
Widerstand einer Flüssigkeit gegen das Fließen wird Viskosität genannt
Beschreibung der Viskosität ?
Über die Vogel-Fulcher-Tamann Gleichung
log n = A + B/(T-T0)
Verhalten einer Idealen Flüssigkeit
- Ideale Flüssigkeiten zeigen ein Newton’sches Verhalten
σ = n ∂v/∂x
- Die Schubspannung σ ist proportional der sich einstellenden Schergeschwindigkeit
Viskositätsverhalten von Flüssigkeiten in Abhängigkeit von der Temperatur
Flüssigkeiten zeigen im Bezug auf ihre Viskositäts-Temperatur-Abhängigkeit im Allgemeinen Arrhenius-Verhalten:
n = n0 exp(En/(R*T))
- En: Aktivierungsenergie, welche für eine Bewegung einer Struktureinheit notwendig ist
- n: Viskosität
- T: Absolute Temperatur
- n0: Materialkonstante
- R: Gaskonstante
