Brechzahländerung durch Ionenaustausch in strukturierten Glasbauteilen
Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2003
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| Format: | UnknownFormat |
| Sprache: | ger |
| Veröffentlicht: |
2003
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| Online Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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Tag hinzufügen | Zusammenfassung: | Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2003 Die werkstofftechnischen Grundlagen für die Brechzahländerung durch Ionenaustausch in einem nach einem speziellen Prozess (Fotostrukturierung) strukturierbaren Glas (FS21) wurden geschaffen. Die Brechzahlreduzierung wurde favorisiert und im Detail untersucht. Durch die nacheinanderfolgende Bearbeitung des Glases mit den Technologien Fotostrukturierung und Brechzahländerung durch Ionenaustausch ist die Herstellung von filigranen lichtleitenden Glasbauteilen möglich. Davon ausgehend können Anwendungen in der Mikrosystem- oder Feinwerktechnik erschlossen werden. Denkbar sind u.a. Greifer und Federn mit integrierter auf Lichtleitung basierender Sensorfunktion und die Ausnutzung der Lichtleitung für spezielle Messtechnikaufgaben. - Für den Ionenaustausch wird eine Salzschmelze der Zusammensetzung 100 % NaNO3 verwendet. Ein kostengünstiger Versuchsaufbau wurde entwickelt und die Prozessparameter so entworfen, dass der Ionenaustausch reproduzierbar durchgeführt werden kann und dennoch über die Änderung von Ionenaustauschtemperatur und -dauer gesteuert werden kann. - Die Arbeit behandelt ausführlich die durch den Ionenaustausch hergestellten Diffusionsprofile in Glas FS21 und deren Abhängigkeit von den Ionenaustauschparametern. Theoretisch zu erwartende Zusammenhänge zwischen Diffusionskoeffizienten sowie Profiltiefen und der Ionenaustauschtemperatur sowie -dauer wurden experimentell gefunden. Außerdem wird auf Besonderheiten im Zusammenhang mit den drei im Glas vorliegenden Ionen Li+, Na+ und K+ eingegangen. - Mechanische Druckspannungen infolge Ionenaustausch werden in speziell entworfenen Ionenaustauschexperimenten nachgewiesen und durch Messung des Gangunterschiedes genauer beschrieben. - Die zu erwartende Brechzahländerung wird aus den Diffusionsprofilen (Profile der chemischen Zusammensetzung) voraus berechnet. Der Vergleich mit gemessenen Brechzahlprofilen erlaubt die Interpretation des Mechanismus der Brechzahlreduzierung. Ebenso wie für die Diffusionsprofile wird auch die Ausbildung der Brechzahlprofile in Abhängigkeit von Ionenaustauschtemperatur und -dauer untersucht. Diese Ergebnisse stimmen mit denen der Diffusionsprofile überein. - Einfache Lichtleiterelemente wurden hergestellt und in ihnen die Parameter lichtleitender Bauteilquerschnitt, Ionenaustauschtemperatur und -dauer variiert. Die Lichtintensität am Austritt dieser Lichtleiterelemente wird bezüglich der genannten Parameter charakterisiert und Maxima werden gefunden. An U-förmigen und Lichtteilerelementen wurde in Prinzipversuchen die lichtleitende Funktion nachgewiesen und somit Hinweise auf die Möglichkeiten der geometrischen Vielfalt der Lichtleiterbauteile gegeben. Die Arbeit kann Ausgangspunkt sowohl für Anwendungsforschung als auch Glasgrundlagenforschung sein und enthält entsprechende Vorschläge. |
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| Beschreibung: | Enth. außerdem: Thesen Parallel als Online-Ausg. erschienen unter der Adresse http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=1596 |
| Beschreibung: | XIV, 106 Bl. Ill., graph. Darst. |