Glas
- eine unterkühlte Flüssigkeit
Glas ist eine amorphe, also
im wesentlichen eine nichtkristalline Substanz. Üblicherweise
wird Glas durch Schmelzen erzeugt, die Bildung von Glas ist aber
auch durch die Erwärmung von Sol-Gel möglich oder durch
Schockwellen. Thermodynamisch wird Glas als gefrorene,
unterkühlte Flüssigkeit bezeichnet. Diese Definition gilt für
alle Substanzen, die geschmolzen und entsprechend schnell
abgekühlt werden. Dies bedeutet, dass sich bei der Erstarrung
der Schmelze zum Glas zwar Kristallkeime bilden, für den
Kristallisationsprozess jedoch nicht genügend Zeit verbleibt.
Das erstarrende Glas ist schnell zu fest, um noch eine
Kristallbildung zu erlauben. Der Transformationsbereich, das ist
der Übergangsbereich zwischen Schmelze und Feststoff, liegt bei
vielen Glasarten um 600 °C. Trotz des nichtdefinierten
Schmelzpunkts ist Glas ein Festkörper. Auch wenn es sich unter
langzeitiger Krafteinwirkung verformt, dürfte man es nicht als
flüssig bezeichnen.
Glas
im allgemeinen
Glas (von germanisch glasa "das
Glänzende, Schimmernde", auch für "Bernstein") ist ein amorpher,
nichtkristalliner Feststoff. Materialien, die man im
Alltagsleben als Glas bezeichnet (zum Beispiel Trink- und
Fenstergläser, Fernsehscheiben und Glühlampen) sind nur ein
kleiner Bereich aus der Vielfalt der Gläser.
Geschichte des
Glases
Glas gehört zu den ältesten Werkstoffen der
Menschheit. Es wird unter anderem berichtet, dass schon im
antiken Ägypten Glas verwendet wurde. Ob die Ägypter damals die
Herstellung des Glases beherrscht haben, oder in der Natur
vorkommendes Glas nur weiterverarbeitet haben ist nicht
erwiesen.
Glasherstellung
Hergestellt wird Glas aus den drei
Hauptbestandteilen: Quarzsand, Natriumcarbonat (Kalk) und
Pottasche. Diese werden in einem Ofen geschmolzen und
entsprechend Aufbereitet. Eine Glasscheibe wird dann Walzen,
Ausziehen, Blasen oder Giessen erzeugt. Das Tiffanyglas wird oft
in mehreren Schichten in unterschiedlichen Farben erzeugt.
Glasfärbung
Die meisten Glassorten werden mit weiteren
Zusatzstoffen produziert, um bestimmte Eigenschaften, wie ihre
Färbung zu beeinflussen. Zur Glasfärbung erfolgt die Beimischung
von Metallen in Form von Nanopartikeln, (rund 0,1%) in die
Glasschmelze. Die am häufigsten verwendeten Metalle sind Gold
und Silber in einer Korngröße von einigen Nanometern. Weiters
entscheidend ist die Form der Partikel, z. B. prolat, sphärisch
oder oblat. Die unterschiedlichen Farben bei Reflexion bzw.
Transmission werden durch die Nanopartikel beeinflusst.
Eisenoxide: Färben je nach
Wertigkeit des Eisenions grün-blaugrün oder gelb und in
Verbindung mit Braunstein gelb sowie braun-schwarz.
Kupferoxide: zweiwertiges Kupfer
färbt blau, einwertiges färbt rot, daraus ergibt sich das so
genannte Kupferrubinglas.
Chromoxid: Wird in Verbindung mit
Eisenoxid oder allein für die Grünfärbung verwendet.
Uranoxid: Ergibt eine sehr feine
Gelb- oder Grünfärbung (so genanntes Annagelb- oder
Annagrün-Glas) mit grüner Fluoreszenz unter UV-Licht. Solche
Gläser wurden vor allem in der Zeit des Jugendstils hergestellt.
In England und Amerika ist diese Glassorte auch als "uranium
glass" oder "vaseline glass" bekannt. Aufgrund der
Radioaktivität des Urans wird es heutzutage nicht mehr
verwendet.
Kobaltoxid: färbt intensiv blau
und wird auch für die Entfärbung verwendet.
Nickeloxid: violett, rötlich auch
für die Graufärbung und zur Entfärbung Manganoxid (Braunstein)
als Glasmacherseife zur Entfernung des Grünstichs
Selenoxid: färbt rosa und rot,
die rosa Färbung wird als Rosalin bezeichnet, während die rote
als Selenrubin bezeichnet wird.
Silber: ergibt feines Silbergelb
Gold: Wird erst in Königswasser
aufgelöst und färbt rubinrot, eine der teuersten Glasfärbungen |