Initiatoren lokaler Glaskorrosion

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Reinhard Conradt; Professorin Dr. Edda Rädlein
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 135904720

Die ersten Schritte des Glasangriffes durch wässrige Spezies sind von höchster Relevanz für den Einsatz der Werkstoffgruppe oxidischer Gläser, z.B. fürLagerung und Handhabung,die Auswirkung von Reinigungsschritten in Prozessabläufen (z.B. vor dem Fügen oder Beschichten) und im Gebrauch,der chemisch-mechanischen Politur feinoptischer Glaskomponenten,dem Herstellen von Glaspulvern für das viskose Sintern von Gläsern für elektrochemische Anwendungen (im Bereich Sensoren und Kleinreaktoren). Die Grundlagen des beginnenden Glasangriffes sind aber bisher nur wenig erforscht. Seine ersten Schritte erfassen nur wenige Atomlagen des Glases. Zudem erfolgen sie - insbesondere wenn der Glasoberfläche ein kleines Lösungsvolumen gegenübersteht - in vielen Fällen lokal unterschiedlich, was in der Folge zu einer Aufrauung der Oberfläche führt. Ziel der geplanten Forschungsarbeiten ist es, die ersten Schritte der Glaskorrosion zu identifizieren und phänomenologisch, d.h., topographisch-morphologisch, chemisch und strukturell zu erfassen. Anhand der Beobachtungen soll die Thermodynamik und Kinetik der ersten Schritte untersucht und als Funktion der chemischen Zusammensetzung von Glas und wässrigem System modellmäßig abgebildet werden.Aus bisherigen Erfahrungsschwerpunkten der beiden Projektpartner ergibt sich eine Kombination Methoden aus Analytik und Modellbildung, die geeignet ist, die frühen Reaktionsschritte der Glaskorrosion aufzuklären. Hochaufgelöste Abbildungen der ersten Stadien der Oberflächenveränderung zeigten bereits, dass es lokale Zentren des Angriffs gibt, lange bevor die Reaktionsprodukte einer chemischen Bestimmung mit herkömmlichen Methoden zugänglich sind. Als wichtigste experimentelle Methoden werden Rastersondenmikroskopie für Abbildungen in situ, hochauflösende nasschemische und instrumentelle Oberflächenanalytik sowie Transmissionselektronenmikroskopie eingesetzt. Wichtigste Methoden der Modellbildung sind die Thermochemie glasiger Mischphasen einerseits und wässriger Systeme andererseits, sowie die Elektrochemie der einem wässrigen System ausgesetzten Glasoberfläche.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Andreas Prange