Kupfer in Silicatschmelzen

Kaufmann, Juliane GND

Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Untersuchung des Redox- und Diffusionsverhaltens von Kupfer in Alkali-, Alkali-Erdalkali- und Alumosilicatschmelzen bei hohen Temperaturen. Hierzu wurde die Square-Wave Voltammetrie eingesetzt, die das in den letzten Jahren am häufigsten angewandte elektrochemische Messverfahren zur Durchführung von Untersuchungen in Glasschmelzen darstellt. Die zur Beschreibung des Redoxgleichgewichts der polyvalenten Elemente notwenigen thermodynamischen Kenngrößen sowie die Diffusionskoeffizienten können direkt in der Glasschmelze ermittelt werden. Die meisten Gläser enthalten polyvalente Elemente, d. h. Elemente, die in mindestens zwei unterschiedlichen Oxidationsstufen im Glas bzw. in der Glasschmelze auftreten können. Zum einen gelangen die polyvalenten Elemente in Form von Verunreinigungen der Rohstoffe in die Glasschmelze bzw. Gläser und zum anderen werden sie gezielt zur Läuterung und zur Farbgebung zugesetzt. Bei der Färbung der Gläser besitzt vor allem Kupfer große Bedeutung. Aber auch die thermischen und mechanischen Eigenschaften der Gläser können durch Kupferzusätze beeinflusst werden. Um die Eigenschaften der Glasschmelzen und fertigen Glasprodukte gezielt einstellen zu können, ist es notwendig, den Einfluss der Temperatur und der Schmelzzusammensetzung auf die Thermodynamik des Cu(I)/Cu(II)-Redoxgleichgewichts zu kennen. Neben der Square-Wave Voltammetrie sind die Gläser mittels UV/vis/NIR- und ESR-Spektroskopie untersucht worden. Somit konnte die Nahordnungsstruktur bzw. die Symmetrie der lokalen Umgebung der Cu(II)-Ionen in den Alkali-, Alkali-Erdalkali- und Alumosilicaten näher charakterisiert werden.

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Kaufmann, Juliane: Kupfer in Silicatschmelzen. 2011.

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