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DF: Dielektrische Festkörper
DF 6: Gläser I
DF 6.3: Talk
Wednesday, March 29, 2000, 15:30–15:50, H11
Strukturuntersuchungen an Invert-Phosphatgläsern — •Günter Walter1, Uwe Hoppe1, Jürgen Vogel2 und Peter Hartmann3 — 1Universität Rostock, Fachbereich Physik, D-18051 Rostock — 2Friedrich-Schiller-Universität Jena, Otto-Schott-Institut, D-07743 Jena — 3Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Optik und Quantenelektronik, D-07743 Jena
Zur Herstellung poröser Gläser, die vom menschlichen Körper resorbierbar sind, finden Invertgläser des Systems P2O5–CaO–Na2O–MgO Anwendung. Die Struktur derartiger Phosphatgläser, bei denen mit abnehmendem P2O5–Mol%–Gehalt von 39,4 auf 28,7 der MgO–Mol%-Gehalt von 0 auf 22,8 stufenweise erhöht wurde, ist mit Hilfe der Röntgenbeugung und 31P-MAS-NMR-Messungen untersucht worden. Die mit Hilfe der NMR-Untersuchungen ermittelten Verteilungen der Phosphatbaueinheiten, die sog. Qn–Gruppen, weisen nach, daß mit abnehmendem P2O5–Gehalt zunehmend Diphosphat- und Orthophosphatbaugruppen zur Strukturbildung beitragen. Dieser Strukturwandel führt zu einer stetigen Zunahme des Volumenanteils der Ionen, der Packungsdichte, von 53,7 auf 55,5%. Aus den Röntgenbeugungsdiagrammen bei mittleren Streuwinkeln wird erhalten, daß mit zunehmendem P2O5–Gehalt im Bereich der Ordnung mittlerer Reichweite die Abstände zwischen den Netzwerkwandlerkationen deutlich und die P-P Abstände geringfügig kürzer werden. Der zunehmende Anteil an Mg2+–Ionen bewirkt eine Erhöhung der chemischen Stabilität und der Tg–Werte, während sich die thermische Ausdehnung der Gläser verringert. Die Mg-O Koordination ist auch bei niedrigstem P2O5–Gehalt, bei der nur Q1–und Q0-Gruppen vorhanden sind, nicht tetraedrisch, sondern entspricht der im Magnesiummetaphosphatglas mit NMgO ca. 5,3. Bei den Gläsern mit hohem und auch bei denen mit niedrigem P2O5–Gehalt wird eine Röntgen–Kleinwinkelstreuung beobachtet, die die Existenz von Inhomogenitäten der Elektronendichte anzeigt. Es ist Gegenstand der weiteren Forschung, über die Natur dieser Heterogenitäten Informationen zu erhalten.