Was ist Glas
Was ist Glas?
Glas ist ein amorpher Werkstoff, der bei schneller Abkühlung von anorganischer Schmelze entsteht. Durch die fehlende Kristallstruktur hat Glas keinen genauen Schmelzpunkt. Wird Glas durch steigende Temperatur beeinflusset so wird es erst weich und fängt dann langsam an in den flüssigen Zustand über zu gehen. Deshalb ist Glas bei höheren Temperaturen leicht zu verformen. Glas weist eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit auf, ist chemisch gut resistent und hat eine geringe elektrische Leitfähigkeit. Allerdings ist Glas auch sehr schlagempfindlich und spröde. Eine sehr wichtige Kenngröße ist der Wärmeverlustkoeffizient, welcher die Temperaturdifferenz pro Stunde eines Werkstoffes angibt. Glassscheiben mit einer Dicke von 4mm weisen einen Wärmeverlustkoeffizienten von 5,8 W/m²K auf.
Glas ist ein amorpher Werkstoff, der bei schneller Abkühlung von anorganischer Schmelze entsteht. Durch die fehlende Kristallstruktur hat Glas keinen genauen Schmelzpunkt. Wird Glas durch steigende Temperatur beeinflusset so wird es erst weich und fängt dann langsam an in den flüssigen Zustand über zu gehen. Deshalb ist Glas bei höheren Temperaturen leicht zu verformen. Glas weist eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit auf, ist chemisch gut resistent und hat eine geringe elektrische Leitfähigkeit. Allerdings ist Glas auch sehr schlagempfindlich und spröde. Eine sehr wichtige Kenngröße ist der Wärmeverlustkoeffizient, welcher die Temperaturdifferenz pro Stunde eines Werkstoffes angibt. Glassscheiben mit einer Dicke von 4mm weisen einen Wärmeverlustkoeffizienten von 5,8 W/m²K auf.
Herstellung von Glas
Der Hauptbestandteil von Glas bildet Siliziumdioxid wie zum Beispiel Quarzsand oder Bergkristalle, der für die Härte des Glases verantwortlich ist. Auch andere Oxide wie beispielsweise Bor, Arsen und Phosphor haben die Fähigkeit Glas zu bilden. Zu den Oxiden werden Flussmittel beigemischt, welche den teilweise sehr hoch liegenden Schmelzpunkt herabsetzten sollen. Zu den Flussmitteln gehören Kaliumkarbonat und Natriumkarbonat. Die Rohstoffe werden zerkleinert und dann vermischt. Die Mischung wird dann anschließend miteinander verschmolzen. Ab einer Temperatur von 1500°C entsteht eine klare Flüssigkeit. Das Abkühlen der Flüssigkeit spielt bei der Glasherstellung eine entscheidende Rolle für die charakteristischen Kenngrößen. Eine falsche Abkühlung kann eine Kristallinbildung hervorrufen, welche eine Trübung verursacht.
Die Herstellung von Spiegelflächen
Auf eine Glasoberfläche wird durch ein Spritzverfahren ein Spiegelbelag aufgebracht. Der Belag besteht aus einer Mischung von Silbersalz, Formalin und Zucker. Das Silber geht eine Verbindung mit dem Glas ein und schlägt sich dort nieder. Zum Schutz des Spiegels vor mechanischen Schäden und Witterungseinflüssen werden anschließend ein Kupferbezug und eine Decklackbeschichtung auf den Spiegel aufgebracht.
Der Hauptbestandteil von Glas bildet Siliziumdioxid wie zum Beispiel Quarzsand oder Bergkristalle, der für die Härte des Glases verantwortlich ist. Auch andere Oxide wie beispielsweise Bor, Arsen und Phosphor haben die Fähigkeit Glas zu bilden. Zu den Oxiden werden Flussmittel beigemischt, welche den teilweise sehr hoch liegenden Schmelzpunkt herabsetzten sollen. Zu den Flussmitteln gehören Kaliumkarbonat und Natriumkarbonat. Die Rohstoffe werden zerkleinert und dann vermischt. Die Mischung wird dann anschließend miteinander verschmolzen. Ab einer Temperatur von 1500°C entsteht eine klare Flüssigkeit. Das Abkühlen der Flüssigkeit spielt bei der Glasherstellung eine entscheidende Rolle für die charakteristischen Kenngrößen. Eine falsche Abkühlung kann eine Kristallinbildung hervorrufen, welche eine Trübung verursacht.
Die Herstellung von Spiegelflächen
Auf eine Glasoberfläche wird durch ein Spritzverfahren ein Spiegelbelag aufgebracht. Der Belag besteht aus einer Mischung von Silbersalz, Formalin und Zucker. Das Silber geht eine Verbindung mit dem Glas ein und schlägt sich dort nieder. Zum Schutz des Spiegels vor mechanischen Schäden und Witterungseinflüssen werden anschließend ein Kupferbezug und eine Decklackbeschichtung auf den Spiegel aufgebracht.
Eigenschaften von Glas
Zu den Grundeigenschaften von Glas zählen :
- Glas ist Durchsichtig
- Glas ist einfach mit Wasser zu reinigen
- Geruchlosigkeit und nimmt keine fremden Gerüche auf
- Chemische Stabilität
- geringe elektrische Leitfähigkeit
- Glas ist spröde
- Die Erweichungstemperatur liegt bei 600°C
- Glas hat eine Dichte von 2,5 g/cm²
Eigenschaften: Einteilung der Unterschiedlichen Glassorten
Es hat sich bei Glas keine einheitliche Charakterisierung gebildet. Manche Glassorten werden nach ihrer chemischen Zusammensetzung, andere nach ihrem Herstellungsverfahren und wieder andere nach ihrer Anwendung benannt.
Einteilung nach chemischer Zusammensetzung: Die größte Bedeutung nehmen hier die drei Gruppen Kalknatronglas, Bleiglas und Borosilikatglas mit 95 % der gesamten Glasproduktion ein. Die restlichen 5% sind Glaswerkstoffe, hergestellt für besondere Anwendungen.
Einteilung nach Herstellungsverfahren: Hierzu gehören Flachgläser (Gebäude- und Flachgläser), Hohlgläser (Flaschen, Trinkgefäße), Glasrohre (Laborgeräte), Schaumgläser, Glaswolle, Glasfasern und Farbgläser.
Einteilung nach Verwendbarkeit: Hierzu gehören Verpackungs- und Wirtschaftsgläser, Sicherheitsgläser, Schutz- und Isoliergläser, Baugläser, optische Gläser und Sondergläser.
Zu den Grundeigenschaften von Glas zählen :
- Glas ist Durchsichtig
- Glas ist einfach mit Wasser zu reinigen
- Geruchlosigkeit und nimmt keine fremden Gerüche auf
- Chemische Stabilität
- geringe elektrische Leitfähigkeit
- Glas ist spröde
- Die Erweichungstemperatur liegt bei 600°C
- Glas hat eine Dichte von 2,5 g/cm²
Eigenschaften: Einteilung der Unterschiedlichen Glassorten
Es hat sich bei Glas keine einheitliche Charakterisierung gebildet. Manche Glassorten werden nach ihrer chemischen Zusammensetzung, andere nach ihrem Herstellungsverfahren und wieder andere nach ihrer Anwendung benannt.
Einteilung nach chemischer Zusammensetzung: Die größte Bedeutung nehmen hier die drei Gruppen Kalknatronglas, Bleiglas und Borosilikatglas mit 95 % der gesamten Glasproduktion ein. Die restlichen 5% sind Glaswerkstoffe, hergestellt für besondere Anwendungen.
Einteilung nach Herstellungsverfahren: Hierzu gehören Flachgläser (Gebäude- und Flachgläser), Hohlgläser (Flaschen, Trinkgefäße), Glasrohre (Laborgeräte), Schaumgläser, Glaswolle, Glasfasern und Farbgläser.
Einteilung nach Verwendbarkeit: Hierzu gehören Verpackungs- und Wirtschaftsgläser, Sicherheitsgläser, Schutz- und Isoliergläser, Baugläser, optische Gläser und Sondergläser.
Geschichte von Glas
Das Material Glas wurde eher durch Zufall in der frühen Antike bei der Herstellung von Töpferware entdeckt. Die ältesten Funde stammen aus dem 7. Jahrtausend vor Christus. Eine der ersten Verwendungen von Glas war die Herstellung von Gefäßen. Das Glas wurde in Form von Stäbchen im erweichten Zustand um einen Keramikkern gewickelt. Nachdem Aushärten des Glases, wurde der Kern herausgekratzt. Zur Herstellung des Glases zerkleinerte man Quarzgestein und mischte diesem eine sodahaltige Pflanzenasche bei. Die Mischung wurde dann bei ca. 800°C geschmolzen. Nachdem abkühlen folgte ein zweites erhitzen bei höherer Temperatur. Daraus wurden dann etwa 10 cm hohe Barren mit einem Durchmesser von etwa 14 cm hergestellt. Man konnte das Glas auch durch beimischen von Metall- Oxiden färben. Zu Römerzeiten wurde das Glas aus Flusssand und Natron, aus Ägypten stammend, hergestellt. Dass Glas als Fensterglas verwendet wurde, kam erst mit der Gotik im 12. Jahrhundert auf. Bis zu Beginn des 19. Jahrhunderts war Glas stark an die Architektur gebunden, erst in den letzten 40 Jahren wurde Glas als Hochleistungswerkstoff mit herausragenden Eigenschaften entdeckt. Der Einsatz von Glasfasern machte die Übertragung von digitalen Daten erst möglich. Der Begriff Glas wurde übrigens aus dem germanischen Wort „ glasa“ abgeleitet welches ursprünglich für die Bezeichnung von Bernstein verwendet worden ist.
Das Material Glas wurde eher durch Zufall in der frühen Antike bei der Herstellung von Töpferware entdeckt. Die ältesten Funde stammen aus dem 7. Jahrtausend vor Christus. Eine der ersten Verwendungen von Glas war die Herstellung von Gefäßen. Das Glas wurde in Form von Stäbchen im erweichten Zustand um einen Keramikkern gewickelt. Nachdem Aushärten des Glases, wurde der Kern herausgekratzt. Zur Herstellung des Glases zerkleinerte man Quarzgestein und mischte diesem eine sodahaltige Pflanzenasche bei. Die Mischung wurde dann bei ca. 800°C geschmolzen. Nachdem abkühlen folgte ein zweites erhitzen bei höherer Temperatur. Daraus wurden dann etwa 10 cm hohe Barren mit einem Durchmesser von etwa 14 cm hergestellt. Man konnte das Glas auch durch beimischen von Metall- Oxiden färben. Zu Römerzeiten wurde das Glas aus Flusssand und Natron, aus Ägypten stammend, hergestellt. Dass Glas als Fensterglas verwendet wurde, kam erst mit der Gotik im 12. Jahrhundert auf. Bis zu Beginn des 19. Jahrhunderts war Glas stark an die Architektur gebunden, erst in den letzten 40 Jahren wurde Glas als Hochleistungswerkstoff mit herausragenden Eigenschaften entdeckt. Der Einsatz von Glasfasern machte die Übertragung von digitalen Daten erst möglich. Der Begriff Glas wurde übrigens aus dem germanischen Wort „ glasa“ abgeleitet welches ursprünglich für die Bezeichnung von Bernstein verwendet worden ist.