Herstellung makroporöser Glasmonolithe durch Phasenseparation und selektive Extraktion chemisch modifizierter Natriumborosilicatgläser

Abstract

Im Rahmen der Arbeit wurden poröse Glasmonolithe durch thermisch induzierte Phasenseparation und selektive Extraktion aus selbst erschmolzenen Natriumborosilicatgläsern hergestellt, welchen vor der Schmelze zum Teil weitere Zusätze, beigemischt wurden. Die Zusammensetzung ist dabei der wesentliche Einflussfaktor auf die Eigenschaften der Materialien. Der Fokus liegt darauf, poröse Gläser in monolithischer Form mit sehr großen Porendurchmessern herzustellen. Untersucht wurden die Gläser in verschiedenen Stadien des Herstellungsprozesses, die Ergebnisse werden anschließend einzeln und in Beziehung zueinander diskutiert, da die zusätzlichen Glaskomponenten verschiedene Eigenschaften gleichzeitig beeinflussen. Mit den Ergebnissen konnte ein bisher in der Literatur nicht beschriebener Phasenwachstumsprozess gezeigt werden, außerdem, dass das Phasenwachstum auch bei sehr langer Dauer der Phasenseparation nicht limitiert ist. Geeignete Prozessparameter zur Herstellung stabiler Monolithe supramakroporöser Gläser werden gezeigt und diskutiert.

In this work, porous glass monoliths were synthesized by thermally induced phase separation and selective leaching of self-molten sodium borosilicate glasses, to which further additives were partially added before the melt. The resulting composition is the main influencing factor on the properties of the (porous) glasses that was investigated. The focus, however, is the synthesis porous glasses in monolithic form (rods, cylinders, etc.) with very large pore diameters, so that especially suitable conditions are determined and then used as general parameters of the synthesis procedure. The glasses were analyzed in different stages of the manufacturing process in order to be able to examine different changes in properties. The results are then discussed individually and in relation to one another. With the results, a phase growth process not previously described in the literature could be demonstrated. It was also shown that the phase growth is not limited even if the heat applied phase separation times is very long. Suitable process parameters for the production of stable monoliths of macroporous glasses are shown and discussed.