Universitätsbibliothek Wien

Chemisch induzierte Risspropagation in Alkalifeldspäten

Rieder, Manfred (2016) Chemisch induzierte Risspropagation in Alkalifeldspäten.
Masterarbeit, University of Vienna. Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
BetreuerIn: Abart, Rainer

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URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-23883.74721.640559-3
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Abstract in German

Die Gitterparameter von Alkalifeldspäten zeigen eine Abhängigkeit von der Zusammensetzung. Als Folge führt eine Änderung der Zusammensetzung innerhalb eines Kristalls zu Spannungen, welche bei der Überschreitung der mechanischen Festigkeit zum Zerbrechen führen können. Im Zuge dieser Arbeit untersuchten wir chemisch induzierte Risspropagation in partiell ausgetauschten Alkalifeldspäten. Dafür wurden Alkalifeldspäte mit Edelsteinqualität aus Volkesfeld (Eifel) mit einer ursprünglichen Zusammensetzung von XOr=0.85 mit polierten (010)‐ oder (001)‐Flächen mit einer NaCl‐KCl Salzschmelze bei 850°C und Normaldruck ausgetauscht. Zwei verschiedene Salzzusammensetzungen mit XKCl=0,25 und XKCl=0,3 wurden verwendet. Salz wurde im Überschuss verwendet um eine Gleichgewichtszusammensetzung des ausgetauschten Feldspatkristalls von XOr=0,50 und XOr=0,65 zu erhalten. Die Versuchslaufzeiten waren 2, 4, 6, 8 und 16 Tage. In allen Experimenten entstanden Sets von parallelen Rissen die parallel zur [010]‐Richtung verliefen und in einem Winkel von ca. 99°, gemessen von der positiven [100]‐Richtung zur positiven [001]‐Richtung, geneigt sind. In allen Experimenten wurden die Risse mit zunehmender Versuchsdauer mit konstanter Rate länger. Bei gegebener Versuchsdauer und Orientierung waren Risse durch Austausch mit der Natrium‐reicheren Salzschmelze (XKCl=0,25) länger als Risse durch Austausch mit der weniger Natrium‐reichen Salzschmelze (XKCl=0,3). Bei gegebener Versuchsdauer und Salzschmelze waren Risse ausgehend von der polierten (001)‐Fläche etwas länger als Risse ausgehend von der polierten (010)‐ Fläche. Elementverteilungsbilder zeigten, dass Na‐reiche Höfe die Risse umgeben. Bei Rissen, die von polierten (010)‐Flächen ausgehen, sind diese Höfe sehr schmal und überlappen kaum mit benachbarten Risshöfen. Bei Rissen, die von (001)‐Flächen ausgehen, sind diese Höfe breiter und überlappen mit benachbarten Risshöfen. Die Na‐K Diffusion, und daher auch die Tiefe der ausgetauschten Schicht, senkrecht auf die (010)‐Fläche ist geringer, als jene senkrecht auf die (001)‐ Fläche. Als Folge ergibt sich insgesamt senkrecht auf die (010)‐Fläche weniger Spannung und damit auch weniger Notwendigkeit zur Spannungsentlastung durch Rissentstehung, als senkrecht auf die (001)‐Fläche. Dies stimmt mit den systematischen Unterschieden in den Längen der Risse ausgehend von den (010)‐ und (001)‐Flächen überein. Ebenfalls interessant zu beobachten ist, dass Risse ausgehend von der (010)‐Fläche im rechten Winkel zu dieser propagieren, während Risse ausgehend von der (001)‐Fläche in der (010)‐Ebene propagieren, jedoch nicht senkrecht zur (001)‐Fläche. Die Na‐K Diffusion in Alkalifeldspäten ist stark anisotrop, mit relativ langsamer Diffusion entlang der [010]‐Richtung und relativ schneller Diffusion für die meisten Richtungen in der (010)‐Ebene. Die Propagationsraten zeigen eine ähnliche Richtungsabhängigkeit wie die Diffusion im Alkalifeldspat, was nahelegt, dass die Risspropagationsrate diffusionsgesteuert ist.

Schlagwörter in Deutsch

Risspropagation / Na-K Diffusion / Alkalifeldspat

Item Type: Hochschulschrift (Masterarbeit)
Author: Rieder, Manfred
Title: Chemisch induzierte Risspropagation in Alkalifeldspäten
Umfangsangabe: 40 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw.
Universitätslehrgang (ULG):
Masterstudium Erdwissenschaften
Publication year: 2016
Language: ger ... Deutsch
Supervisor: Abart, Rainer
Assessor: Abart, Rainer
Classification: 38 Geowissenschaften > 38.30 Mineralogie
AC Number: AC13666465
Item ID: 44146
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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