Mechanische und chemische Oberflcheneigenschaften von eisenarmen Kalknatron-Silicatglsern fr solare Anwendungen: Dissertation

Die Nutzung der Solarenergie ist von stetig wachsender Bedeutung. Fr entsprechende Anlagen werden eisenarme Kalknatron-Silicatglser in Form von Flachglas verwendet, die im sogenannten Floatverfahren hergestellt werden. Die Oberflcheneigenschaften dieser Flachglser werden in dieser Arbeit in Hinblick auf ihre Korrosionsbestndigkeit untersucht. In der solaren Anwendung muss die Transmissivitt der verwendeten Glser ber einen langen Zeitraum gewhrleistet sein. Es ist daher essentiell, die Korrosionsmechanismen ber diese Zeitspannen zu verstehen. Ein wichtiger Aspekt der atmosphrischen Exposition ist dabei die zyklische Kondensation, die durch den Tag/Nacht-Wechsel, aber auch durch Jahreszeitenwechsel oder Transport in verschiedene Klimazonen auftritt. Um dies nher zu untersuchen, wurden Experimente im Klimaschrank durchgefhrt, in denen eine zyklische Kondensation mithilfe eines Peltier-Elements einem statischen Korrosionsexperiment in Form des Damp-Heat-Tests (85% rF und 85C) gegenbergestellt wurde. Darber hinaus wurde ein Langzeitexperiment ber 500 Tage verwirklicht. Zyklische Kondensation auf der Glasoberflche fhrt, im Gegensatz zu einer gleichmig hohen Feuchtigkeit der Umgebungsluft, zu greren Hydratisierungstiefen und einer charakteristischen Abreicherung mobiler Ionen wie Natrium und Calcium in oberflchennahen Schichten. Ein geringer Gehalt von 1-2 mol% Al2O3 wirkt in Kontakt mit wssrigen Lsungen bereits stabilisierend auf das Glas, whrend CaO-Gehalte > 9 mol% eine erhhte Netzwerkauflsungsrate bedingen. Die Bildung von Verwitterungsprodukten hat eine lngere Benetzung durch Feuchtigkeit zur Folge, was zu einer schnellen nderung des pH-Wertes und einer zunehmenden Korrosionsrate fhrt. Durch Quell- und Schrumpfverhalten, ausgelst durch die zyklische nderung der Bewitterung, kommt es zu Abplatzungen an der Glasoberflche. Es konnte darber hinaus gezeigt werden, dass es durch silikatische Polymerisierung und andere Reorganisationsproze