Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 63, Issue: 2, 2011
  • pp: 396-401

download: article (PL)

The influence of manganese on thermal stability of silicate-phosphate glasses

Abstract (EN)

Silicate-phosphate glass of the SiO2-P2O5-K2O-CaO-MgO system containing manganese cations have been investigated in order to obtain information about the thermal characteristics of manganese in such glasses. The amorphous state of glasses, the course of the phase transformations and crystallizations during their heating were followed by DSC and XRD methods. It was shown that an increasing content of manganese, replacing calcium and magnesium in the structure of the analysed glasses, causes an increase in the structural stresses resulting in lower values of Tg. During the crystallization process of the glasses, manganese incorporated into the structure of silicates crystallizes in the form of braunite. Data interpretation was based on the theory of chemical bonds and interaction strength between the individual components which build the glass structure. On this basis, it was shown that the type of crystalline phase formed during the heating depends on the amount of manganese introduced into the glass structure. The crystallization sequence of the individual phases results from the standard values of thermodynamic potentials, DG.

Keywords (EN): Silicate-phosphate glass, Thermal stability, Crystallization, Structure

Wpływ manganu na trwałość termiczną szkieł krzemianowo-fosforanowych

Szumera M., Wacławska I.

Abstract (PL)

Przedmiotem niniejszej pracy są szkła z układu SiO2-P2O5-K2O-CaO-MgO modyfikowane dodatkiem manganu, którego wpływ na przemianę stanu szklistego oraz przebieg procesu krystalizacji, rodzaj krystalizujących faz oraz kolejność ich pojawiania się zbadano w oparciu o metodę termiczną (DSC) oraz rentgenograficzną (XRD). Wykazano, że wzrastająca ilość manganu, zastępująca wapń i magnez w strukturze analizowanych szkieł, powoduje wzrost naprężeń strukturalnych czego wynikiem jest obniżenie wartości Tg. W procesie krystalizacji szkieł mangan wbudowuje się w strukturę krzemianów, krystalizując głównie w postaci braunitu. Interpretacji danych dokonano w oparciu o teorię wiązań chemicznych i siły oddziaływań pomiędzy poszczególnymi składnikami budującymi strukturę szklistą. Na tej podstawie wykazano, że rodzaj faz krystalicznych tworzących się w trakcie ogrzewania badanych szkieł zależy od ilości wprowadzanego do ich składu manganu, a kolejność krystalizacji poszczególnych faz wynika z wartości standardowych potencjałów termodynamicznych DG.

Keywords (PL): szkło krzemianowo-fosforanowe, trwałość termiczna, krystalizacja, struktura

return…