Detailansicht
Chemisch induzierte Risspropagation in Alkalifeldspäten
Manfred Rieder
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Rainer Abart
DOI
10.25365/thesis.44146
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-23883.74721.640559-3
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
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
Schlagwörter
(Deutsch)
Risspropagation Na-K Diffusion Alkalifeldspat
Autor*innen
Manfred Rieder
Haupttitel (Deutsch)
Chemisch induzierte Risspropagation in Alkalifeldspäten
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
40 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Rainer Abart
Klassifikation
38 Geowissenschaften > 38.30 Mineralogie
AC Nummer
AC13666465
Utheses ID
39084
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |