Quantifizierung der Grenzflächenspannung entmischter Gläser

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Die Kenntnis der flüssig-flüssig Grenzflächenspannung in Gläsern ist für das Verständnis und die Steuerung von Entmischungsprozessen entscheidend und eine grundlegende Voraussetzung für die Entwicklung von neuartigen Gläsern mit mikro- und nano-strukturiertem Gefüge für Anwendungen in der Photonik, Bio- und Medizintechnik. Demgegenüber steht jedoch derzeit nur ein sehr eingeschränkter Kenntnisstand. Ziel des Forschungsvorhabens ist deshalb die Bestimmung der flüssig-flüssig Grenzflächenspannung in Emulsionen aus entmischenden Glasschmelzen. Dazu werden in silicatischen und borsilicatischen Gläsern mechanisch induzierte und eingefrorene Verformungen binodaler Tröpfchengefüge geometrisch ausgewertet. Mit Hilfe strömungsmechanischer Kenngrößen erlaubt dies eine direkte Bestimmung der während der Verformung herrschenden flüssig-flüssig Grenzflächenspannung. Durch isotherme Versuche an Gläsern unterschiedlicher Ausgangszusammensetzungen innerhalb des binodalen Bereiches eines Systems und Untersuchungen an einer einzelnen Zusammensetzung bei verschiedenen Temperaturen sollen erstmals kompositionelle von thermischen Einflüssen auf die Grenzflächenspannung getrennt werden. Mit Hilfe dieser Ergebnisse sollen chemische Faktoren der Oxidkomponenten für die flüssig-flüssig Grenzflächenspannung ermittelt werden, die eine Berechnung aus der Zusammensetzung ermöglichen und die für eine spätere Modellierung verwendbar sind.