Guinguette Marais Poitevin

Was ist Glas und wie wird es hergestellt?

Glas ist ein hartes, normalerweise zerbrechliches und transparentes Material, das in unserem täglichen Leben häufig vorkommt. Es besteht hauptsächlich aus Sand (Silikate, SiO2) und einer Lauge.

Diese Materialien verschmelzen bei hoher Temperatur (d.h. im geschmolzenen, zähflüssigen Zustand) miteinander; dann werden sie schnell abgekühlt und bilden eine starre Struktur, haben aber nicht genug Zeit, um eine kristalline, regelmäßige Struktur zu bilden.

Abhängig von der endgültigen Verwendung und Anwendung variiert die Zusammensetzung des Glases und die Abkühlgeschwindigkeit, um die geeigneten Eigenschaften für die spezifische Anwendung zu erreichen. Dies sind die üblichen Bestandteile zur Herstellung von Glas:
1. Sand (SiO2 Kieselsäure)
In seiner reinen Form liegt es als Polymer vor, (SiO2)n.

2. Soda (Natriumcarbonat Na2CO3)
Normalerweise erweicht SiO2 bis zu 2000°C, wo es beginnt, sich zu zersetzen (bei 1713°C können sich die meisten Moleküle bereits frei bewegen). Durch Zugabe von Soda wird der Schmelzpunkt auf 1000°C gesenkt, wodurch es handlicher wird.

3. Kalkstein (Kalziumkarbonat oder CaCo3) oder Dolomit (MgCO3)
Auch als Kalk bekannt, kommt Kalziumkarbonat in der Natur als Kalkstein, Marmor oder Kreide vor.
Das Soda macht das Glas wasserlöslich, weich und nicht sehr haltbar. Daher wird Kalk zugesetzt, der die Härte und chemische Beständigkeit erhöht und für die Unlöslichkeit der Materialien sorgt.

Weitere Materialien und Oxide können zugesetzt werden, um die Eigenschaften zu erhöhen (Tönung, Beständigkeit, etc.), verschiedene Effekte, Farben, etc. zu erzeugen.

Haupteigenschaften von Glas Das sind die Haupteigenschaften von Glas: – Festes und hartes Material – Ungeordnete und amorphe Struktur – Zerbrechlich und leicht in scharfe Stücke zu brechen – Transparent für sichtbares Licht – Inertes und biologisch inaktives Material. – Glas ist zu 100 % recycelbar und aufgrund seiner Zusammensetzung und Eigenschaften eines der sichersten Verpackungsmaterialien Glas wird in der Architektur, der Beleuchtung, der elektrischen Übertragung, bei Instrumenten für die wissenschaftliche Forschung, optischen Instrumenten, Haushaltswerkzeugen und sogar bei Textilien eingesetzt. Glas verschlechtert sich nicht, korrodiert nicht, färbt nicht ab oder verblasst nicht und ist daher eines der sichersten Verpackungsmaterialien. Diese Eigenschaften können durch Zugabe von anderen Verbindungen oder Wärmebehandlung modifiziert und verändert werden.

Glasarten und Marktanwendung

Die Hauptarten von Glas werden im Folgenden beschrieben:
Handelsglas oder Kalk-Natron-Glas:
Dies ist das gebräuchlichste Handelsglas und weniger teuer. Die Zusammensetzung von Kalk-Natron-Glas ist normalerweise 60-75% Kieselsäure, 12-18% Soda und 5-12% Kalk. Ein geringer Prozentsatz anderer Materialien kann für bestimmte Eigenschaften wie z. B. Färbung hinzugefügt werden.

– Es hat eine Lichtdurchlässigkeit, die für die Verwendung in Flachglas in Fenstern geeignet ist;

– Es hat eine glatte und porenfreie Oberfläche, die es ermöglicht, dass Glasflaschen und Verpackungsglas leicht gereinigt werden können;

– Behälter aus Kalk-Natron-Glas sind praktisch inert, resistent gegen chemische Angriffe von wässrigen Lösungen, so dass sie den Inhalt im Inneren nicht verunreinigen oder den Geschmack beeinflussen.

Während reines Glas SiO2 kein UV-Licht absorbiert, lässt Kalk-Natron-Glas kein Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 400 nm (UV-Licht) durch.

Der Nachteil von Kalk-Natron-Glas ist, dass es nicht beständig gegen hohe Temperaturen und plötzliche thermische Veränderungen ist. So hat jeder schon einmal erlebt, dass ein Glas zerbricht, wenn man eine Flüssigkeit bei hoher Temperatur einschenkt, zum Beispiel um Tee zu kochen.

Kalk-Natron-Glas wird vor allem für Flaschen, Gläser, alltägliche Trinkgläser und Fensterglas verwendet.

Bleiglas:

Bleiglas besteht aus 54-65% SiO2, 18-38% Bleioxid (PbO), 13-15% Soda (Na2O) oder Pottasche (K2) und verschiedenen anderen Oxiden. Wenn der PbO-Gehalt unter 18% liegt, spricht man von Kristallglas.

– In moderaten Mengen erhöht Blei die Haltbarkeit;

– In hohen Mengen senkt es den Schmelzpunkt und verringert die Härte, was zu einer weichen Oberfläche führt;

– Außerdem hat es einen hohen Brechungsindex, was zu hochglänzendem Glas führt.

Diese beiden letzten Eigenschaften machen es für Dekorationszwecke geeignet.

Glas mit hohem Bleioxidgehalt (z. B. 65 %) kann als Strahlenschutzglas verwendet werden, da Blei Gammastrahlen und andere Formen schädlicher Strahlung absorbiert, z. B. für die Atomindustrie.

Wie auch Kalk-Natron-Glas hält Bleiglas weder hohen Temperaturen noch plötzlichen Temperaturwechseln stand.
Borosilikatglas:
Borosilikatglas besteht hauptsächlich aus Kieselsäure (70-80%), Boroxid B2O3 (7-13%) und kleineren Mengen der Alkalien (Natrium- und Kaliumoxide) wie 4-8% Na2O und K2O und 2-7% Aluminiumoxid (Al2O3).
Bor bietet eine höhere Beständigkeit gegen thermische Veränderungen und chemische Korrosion.
Es eignet sich für industrielle chemische Prozessanlagen, in Laboratorien, in der pharmazeutischen Industrie, in Glühbirnen für Hochleistungslampen usw. Borosilikatglas wird auch im Haushalt für Kochplatten und andere hitzebeständige Produkte verwendet. Es wird für Haushaltsküchen und Chemielabors verwendet, da es eine höhere Temperaturwechselbeständigkeit aufweist und eine größere Genauigkeit bei Labormessungen beim Erhitzen und Kühlen von Experimenten ermöglicht.

Es gibt noch weitere spezielle Glastypen durch die Zugabe verschiedener Substanzen. Zum Beispiel:

Element	Eigenschaften
Aluminiumoxid	Es verbessert die chemische Beständigkeit und erhöht die Viskosität in niedrigeren Temperaturbereichen
Cerium	zur Absorption von Infrarot-Strahlen
Farbstoffe	Metalle und Metalloxide zur Farbänderung (Bsp. Mangan und Selen zu entfärbtem Gas, Kobalt zu blauem, Kupfer zu rotem, Nickel zu blauem, violettem oder schwarzem Glas, Titan zu gelblich-braunem, etc.).
Bariumoxid	Bariumhaltiges Glas ist nicht ganz so schwer wie Bleikristall, erreicht aber durch seinen hohen Brechungsindex eine ähnliche Brillanz.
Fluor	Fluorhaltige Materialien, wie z.B. Flussspat (CaF2) oder Phosphate, bilden kleine kristalline Partikel im Glas, was ihnen einen trüben und undurchsichtigen Eindruck verleiht

Zu den neu entwickelten Glasformen gehören: – Sicherheitsglas, das aus zwei Glasplatten besteht, die durch einen Kunststoff miteinander verbunden sind, um zu verhindern, dass das Glas beim Zerbrechen zersplittert. – Fiberglas, das aus geschmolzenem Glas hergestellt wird, das zu kontinuierlichen Fäden geformt wird und für Gewebe oder elektrische Isolierung verwendet wird – Schaumglas, das durch Einschließen von Gasblasen in Glas hergestellt wird, um ein schwammiges Material für Isolierzwecke zu erzeugen.

Chemie in Gew.-% der häufigsten Glasarten Glas

5-12%

Element	Glasart
	Schmelzkieselsäure	Soda-Kalk-Kieselsäure	Bor-Silikatglas	Alumo-Silikatglas	Bleiboratglas
SiO2	100%	60- 75%	70-81%	62%	54-65%
Al2O3		1%	2-7%	17%	2%
CaO			8%
MgO		4%		7%
Na2O		12-18%	4-8%	1%	13-15%
K2O
B2O3		7-13%	5%
PbO					18-38%

Weitere Informationen zu anderen Materialtypen finden Sie auf den folgenden Seiten:

Edelstahl Monel

Teflon Polypropylen PVC Polyvinylchlorid

Informationen zu den Elementen des Periodensystems können auf dieser Webseite erreicht werden:

Elemente des Periodensystems