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Glas


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Unter Glas (soviel wie "glasa" germanisch für Bernstein; Glänzende oder Schimmernde) versteht man einen amorphen Feststoff . Glas ist eine ohne wesentliche Kristallbildung Schmelze und damit eine röntgenamorphe Substanz. Thermodynamisch wird Glas als unterkühlte Flüssigkeit bezeichnet. Diese Definition gilt für alle die geschmolzen und mit einer entsprechend hohen abgekühlt werden.

Glas entsteht wenn eine Schmelze so abkühlt dass sich im wesentlichen keine kristalline ausbilden kann. Das bedeutet dass sich bei Entstehung von festem Glas aus einer Schmelze Geschwindigkeiten der Kristallkeimbildung und die des Kristallwachstums zueinander verhalten müssen dass sich zwar Kristallkeime können aber aufgrund des Erstarrens der Schmelze das eigentliche Kristallwachstum nicht genügend Zeit vorhanden

Im engeren Sinne versteht man unter aber vor allem unterkühlte (erstarrte) anorganische Schmelzen der Basis von Siliziumdioxid das heißt vor allem aus ( Quarzsand ) und Zusatzstoffen wie Soda (Na 2 CO 3 ) und früher auch Pottasche ( Kaliumcarbonat ) Manganoxid und Metalloxiden . Durch die Beimengung dieser Zusätze lassen die Eigenschaften des Glases beeinflussen.

Daraus ergibt sich eine Abgrenzung zum Kunststoff der zwar die oben genannten Definition kann aber im Grunde aus Kohlenwasserstoffverbindungen besteht und organischen (siehe auch organische Chemie ) Ursprungs ist er darf darum nicht Glas im engeren Sinn bezeichnet werden.

Viele Glassorten sind klar bzw. durchsichtig bedeutet dass sie für sichtbares Licht durchlässig Im Allgemeinen sind es solche Gläser die dem Begriff als erstes in Verbindung gebracht Extrem klares Glas kann so transparent sein infrarotes Licht über viele Kilometer durch Glas Form von Glasfaserkabeln geschickt werden kann. Viele Glassorten sind undurchlässig für UV-Strahlung .

Glas kann aber auch opak sein alle anderen Färbungen aufweisen es ist meist chemisch weitgehend träge und biologisch inaktiv es bestimmte Wellenlängen absorbieren (Filterglas) außerdem können sehr und undurchlässige Glasoberflächen hergestellt werden. Im Allgemeinen nur die Reaktion zwischen Glas und Flusssäure industriell von Bedeutung.

Inhaltsverzeichnis

Herstellung

Glas wird aus Sand (SiO 2 ) erschmolzen und ist nach chemisch-physikalischer Definition Schmelzprodukt welches abgekühlt und erstarrt ist ohne kristallisieren. Beim eigentlichen Schmelzprozess kommt es vor zu Lösungsreaktionen. Das bedeutet dass es nach Definition noch immer flüssig ist nur fast verlangsamt. An alten Glasscheiben lässt sich unten leichte Verdickung nachweisen was diese Aussage stützt. müsste man ein solches Verhalten bei optischen wie Prismen oder Linsen schon nach relativ Zeit feststellen können außerdem finden sich für Verhalten auch bei antiken römischen und agyptischen nur wenige Hinweise obwohl andere Eigenschaften wie Irisieren Verfärbungen und Trübungen an denselben ohne festzustellen sind.

Um Glas zu erschmelzen wird ein (Sand) Netzwerkwandler wie Na 2 O K 2 O etc. und Zwischenoxide auch Stabilisatoren genannt z. B. MgO zusammen mit Schmelzbeschleunigern sogenannten (Pottasche Soda) geschmolzen. Wegen der Bildung des spricht man bei Gläsern auch von einer Sie setzt sich aus den diese Struktur Elementen Sauerstoff und aus Si 4+ B 3+ oder P 5+ zusammen. Aufgespalten wird das Netzwerk durch wie Na + oder Ca + ; daneben existieren so genannte intermediäre Kationen Al 3+ Zn 2+ oder Pb 2+ die sowohl bildende als auch Netzwerk Eigenschaften haben.

Zwischenoxide die auch Stabilisatoren genannt werden eine Erniedrigung der Viskosität das Glas wird also "länger" und auch bei niedrigen Temperaturen noch bearbeitet werden. ist ein gängiger Stabilisator da er schon den Rohstoffen (z. B. als Begleiter des vorkommen kann. Die Menge des Natrium und/oder ist entscheidend für die Länge der Netzwerkstruktur.

Die Zumischung eines Flussmittels ist erforderlich reiner Quarz (SiO 2 ) erst bei einer Temperatur von ca. °C schmilzt. Von der Antike bis zum 8. Jahrhundert also auch während des Frühmittelalters wurde als Flussmittel Soda aus sogenannten beigemischt. Erst danach als sich die Waldglashütten wurde das vor allem im Norden schwer beschaffende Soda durch Pottasche (Pflanzenasche) ersetzt. Pottasche wie Soda den Glasrohstoffen (Gemenge) als Flussmittel/Schmelzbeschleuniger wobei allerdings über 90 % des gewaltigen der Waldglas-Hütten für die Pottascheproduktion verwendet wurden. mussten diese Glashütten alle Jahre ihren Standort

Das Produkt des Erschmelzens der reinen aus den Komponenten wird Fritte genannt ein der in vielen Bereichen so auch in Töpferei und der Küche vorkommt. Auch gibt oftmals keine scharfe Trennung zwischen Glasproduktion und Die Produktion des Glases (= Bildung der durch erschmelzen der Komponenten) führt zum Zwischenprodukt Fritte einer unansehnlichen Masse die nicht sofort sich aus Aufschluss über ihre spätere Verwendung Das Produkt ist von dunkler lichtundurchlässiger (= Färbung. Erst durch Beigabe von Braunstein einem als Glasmacherseife bezeichneten Entfärbungsmittel wird die Fritte - wobei allerdings ein Grünstich zurück bleibt und kann als Rohglas angesprochen werden.

In der Glasherstellung spricht man im Sinn nur dann von einer Schmelze wenn wiederaufgeschmolzen wird wie es zum Beispiel beim von Altglas geschieht. Allerdings wird bis jetzt nur als "Zusatz" zu den herkömmlichen Rohstoffen nicht als alleiniger Rohstoff verwendet.

Nach dem Aufschmelzen des Gemenges/der Rohstoffe die Fritte geläutert werden; darunter versteht man Homogenisierung und das Austreiben von Blasen aus Dabei werden Rohstoffe zugesetzt die Gase freisetzten. Gasblasen reißen die übrigen Blasen im Glas und treiben sie aus.

Verarbeitung

Je nach Verwendungszeck kann Glas unterschiedlich werden dabei unterscheidet man vor allem Gläser gepresst geblasen gesaugt gesponnen oder gewalzt werden.

  • Hohlgläser werden in mehreren Verfahren durch Pressen Saugen und Kombinationen dieser Techniken hergestelt.
  • Glasfasern werden durch Spinnen im sogenannten TEL-Verfahren
  • Flachglas wurde früher durch Walzen hergestellt bis um 1950 wurden dabei mitunter Hohlgläser aufgeschnitten flachgewalzt. Heute wird der Großteil des Flachglases Floatprozess erzeugt dabei wird das noch flüssige auf ein Zinnbad geleitet und erstarrt auf Oberfläche. Die Berührungsfläche zwischen Glas und Zinnbad sehr gute Eigenschafte auf und muss nicht werden. Auf diese Weise lassen sich Flachgläser einer Breite von mehreren Metern herstellen allerdings eine Dicke von etwa 2mm nicht unterschritten
  • Sicherheitsglas besteht aus abwechselnden Schichten von Glas Kunstofffolie bei Bruch sollen die Glassplitter an Folie haften. Sicherheitsglas mit einer Dicke von 25 mm wird als Panzerglas bezeichnet und für Schaufenster Vitrinen und Autofenster verwendet. Wird Schichtdicke entsprechend gesteigert spricht man von schussfestem
  • Glas lässt sich auch schleifen so optische Linsen für Brillen und verschiedene optische Geräte damit erstellt können.

Bristol-Blue-Glas aus Bristol England

Glasfärbung und Entfärbung

Die meisten Glassorten werden mit weiteren produziert um bestimmte Eigenschaften wie ihre Färbung beeinflussen. Für die Glasfärbung bzw. für die von Gläsern die durch Verunreinigungen ihrer Rohstoffe sind werden vor allem Metalloxide verwendet. Grundsätzlich man für die Entfärbung Färbemittel die die Farbe der Verfärbung produzieren.

  • Eisenoxide : Färben je nach Wertigkeit des Eisenions oder gelb und in Verbindung mit Braunstein sowie braun-schwarz.
  • Kupferoxide : zweiwertiges Kupfer färbt blau einwertiges färbt daraus ergibt sich das sogenannte Kupferrubinglas.
  • Chromoxid : Wird in Verbindung mit Kupferoxid für Grünfärbung verwendet.
  • Uranoxid : Ergibt eine sehr feine Gelbfärbung mit Floureszens solche Gläser wurden vor allem in Zeit des Jugendstil hergestellt.
  • Kobaltoxid : färbt intensiv blau und wird auch die Entfärbung verwendet.
  • Nickeloxid : violett rötlich auch für die Graufärbung zur Entfärbung
  • Selen : färbt rosa und rot die rosa wird als "Rosalin" bezeichnet während die rote Selenrubin bezeichnet wird.
  • Silber : ergibt feines Silbergelb
  • Gold : Wird erst in Königswasser aufgelöst und färbt rot ergibt das Goldrubin eine der feinsten und teuersten Glasfärbungen.

Einstellung der Glaseigenschaften

Wie bei der Glasfärbung werden weitere wie Lichtbrechung Temperaturbeständigkeit Temperaturwechselbeständigkeit Absorbtionsfähigkeit Wärmeausdehnung durch manipuliert.

  • Bleiglas funkelt stärker weil es einen höheren Brechungsindex hat
  • Bor verändert als Zusatz die thermischen elektrischen Eigenschaften
  • Barium erhöht ebenfalls den Brechungsindex
  • Cer wird für Glas verwendet das Infrarotstrahlung
  • Soda und Pottasche sind sogenannte Flussmittel sie werden manchmal um den Schmelzpunkt zu erniedrigen
  • Mangan kann unerwünschte Farben entfernen. Durch den von Tonerde wird die Wasserlöslichkeit verringert

Einteilung der Gläser

Natürliches Glas

Natürliches Glas es seit Bestehen der Erdkruste . Es lässt sich durch seine Form 3 Arten unterteilen:

Neben diesen irdischen Gläsern wurden bei Apollo 17 Mission orangefarbige Mondglasperlen vulkanischen Ursprungs gefunden. In Meteoriten wird oft Maskelynit gefunden. Maskelynit ist ein Glas mit Zusammensetzung von Plagioklas aus dem es auch durch Schockereignisse Impakt) erzeugt wird.

Künstliches Glas

Die Einteilung künstlicher Gläser wird nach Gesichtspunkten getroffen. Glas ist heute ein Sammelbegriff eine Vielzahl von Produkten die nach ihren Merkmalen wie Lieferformen Anwendungsbereichen chemischer Zusammensetzung und sich daraus ergebenden Eigenschaften eingeteilt werden können.

Einteilung nach äußeren Merkmalen

  • Hohlglas: Flaschenglas Verpackungsglas Wirtschafts und Beleuchtungsglas
  • Flachglas: Spiegelglas Tafelglas Sicherheitsglas
  • Vollkörperglas

Einteilung nach Anwendungsbereichen

  • Gebrauchsglas: Vasen Trinkgefäße Schmuck
  • Bauglas: Scheiben Türen Fassadenbau Sanitärbereich
  • Optik : Farbloses optisches Glas Farb und Filterglas
  • Chemie
  • Medizin
  • Informationstechnik

Einteilung nach chemischer Zusammensetzung

Die hier beschriebenen Gläser sind mit einiger Spezialgläser Silikatgläser . Sie bekommen ihren Namen vom Quarzsand der dort verbundenen Hauptkomponente Siliziumdioxid. Die chemische basiert auf dem gewünschten Verwendungszweck und wird modifiziert. Trotz der Feinheiten und Anforderungen an Glas selbst bestehen die meisten Flachgläser auch noch aus Quarzsand Kalk und Soda.

Geschichte des Glases

Natürlich vorkommmendes Glas wie Obsidian wurde der Steinzeit zur Werkzeugherstellung Faustkeil benutzt. Dokumentiert wurde die Glasherstellung durch Menschen zum ersten Mal in Ägypten um 2000 v. Chr. wo Glasscheiben hergestellt wurden in dem auf geschmolzenem Blei geschmolzen wurde.

Die Germanen kannten vor ihrem Kontakt mit den keinerlei Glas weder Schmuckglas noch Hohlglas oder Als die Germanen das Glas erstmals in Form von Schmuck und Glasperlen kennenlernten wurde mit ihrem heimischen Wort für Bernstein "glasa" (das Glänzende oder Schimmernde) benannt. Die des Bernsteins als glaesum bei dem Volk der Aesti ist aus Tacitus Germania ( 98 ) bekannt.

Die Römer erfanden viele Arten von aber lange Zeit war Glas undurchsichtig bis 14. Jahrhundert italienienische Glasmacher das "Cristallo" erfanden ein und durchsichtiges Glas. In den Anfängen der von durchsichtigem Glas wurde das Glas zu geschleudert. Dazu wurden einige Kilo geschmolzenes Glas Ende einer Stange schnell gedreht so dass eine Scheibe mit bis zu 1 50 Durchmesser bildete. Daraus wurden dann Glasscheiben geschnitten. die Dicke dieser Scheiben sehr unterschiedlich ist am äußeren Rand zunimmt kann es dazu dass alte Glasscheiben am unteren Ende dicker am oberen sind.

Um 1688 wurde die Methode des Glasgießens erfunden Glas stärkere Verbreitung fand. Ab 1827 konnte Glas durch neue Maschinen als für billige Artikel produziert werden. Die industrielle (zum Beispiel in Bierbrauereien) begann um die 1870er Jahre.

Beispiele für Erzeugnisse aus Glas

Siehe auch

Glaskeramik Antikglas Bleiglas Kronglas Plexiglas Glas auf Mallorca

Weblinks



Bücher zum Thema Glas

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