Zitieren Sie bitte immer diesen URN: urn:nbn:de:kobv:b43-651540
Direct connection between secondary relaxation mode and fracture toughness in alkali-aluminosilicate glasses
- Oxide glasses are intrinsically brittle, lacking sufficient atomic-scale mechanisms that can relax mechanical stresses in the vicinity of a propagating crack. As a result, fracture is typically well-captured by considering local bond rupture at the crack tip. Here we demonstrate that barrier energies related to the low-temperature 𝛾-relaxation mode in alkali-aluminosilicate glasses are inversely related to the fracture toughness measured via standardized three-point bending fracture experiments. This holds true for both a series with varying cations (Li, Na, K) and one with varying Li concentration. The structural rationale for this finding is gained via Raman spectroscopy. The findings suggest that a fundamental structural relaxation mode measured on bulk specimens can serve as an effective guideline for fracture toughness of oxide glasses. Data for additional silicate glasses support this conclusion.
| Autor*innen: | Marco HolzerORCiD, Sidsel M. JohansenORCiD, Johan F.S. ChristensenORCiD, Morten M. SmedskjaerORCiD, Maria Rita CicconiORCiD, Dominique de LignyORCiD, Ralf MüllerORCiD, Andrea S.S. de CamargoORCiD, Robert MaaßORCiD |
|---|---|
| Dokumenttyp: | Zeitschriftenartikel |
| Veröffentlichungsform: | Verlagsliteratur |
| Sprache: | Englisch |
| Titel des übergeordneten Werkes (Englisch): | Materials Today Advances |
| Jahr der Erstveröffentlichung: | 2026 |
| Organisationseinheit der BAM: | 5 Werkstofftechnik |
| 5 Werkstofftechnik / 5.0 Abteilungsleitung und andere | |
| 5 Werkstofftechnik / 5.6 Glas | |
| Veröffentlichende Institution: | Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) |
| Verlag: | Elsevier Ltd. |
| Verlagsort: | Amsterdam, Niederlande |
| Jahrgang/Band: | 29 |
| Aufsatznummer: | 100669 |
| Erste Seite: | 1 |
| Letzte Seite: | 10 |
| DDC-Klassifikation: | Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten |
| Freie Schlagwörter: | Alkali-aluminosilicate glasses; Fracture toughness; Internal friction; Mechanical properties; Oxide glass |
| Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM: | Material |
| Material / Materialdesign | |
| DOI: | 10.1016/j.mtadv.2025.100669 |
| URN: | urn:nbn:de:kobv:b43-651540 |
| ISSN: | 2590-0498 |
| Verfügbarkeit des Dokuments: | Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access") |
| Lizenz (Deutsch): | Creative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International |
| Datum der Freischaltung: | 17.12.2025 |
| Referierte Publikation: | Ja |
| Datum der Eintragung als referierte Publikation: | 19.01.2026 |
| Schriftenreihen ohne Nummerierung: | Wissenschaftliche Artikel der BAM |


