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(1) Definition
(2) Eigenschaften || Verwendung
(3) Glassorten
(4) Aufbau und Struktur
(5) Verhalten von Glas bei Hitze
(6) Begriffserklärung
(1) Glas ist eine àAmorph, d.h. ohne Kristallisation erstarrte (àMetastabile), also unterkühlte Schmelze, deren Atome zwar eine Nahordnung, aber keine gerichtete Fernordnung aufweisen.
(2) Glas ist dank seiner Eigenschaften ein idealer Werkstoff.
a. Korrosionsbeständig
b. Leitunfähig, Dämmleiter
c. schlechter Wärmeleiter
d. Lichtundurchlässig
e. Gas- und Flüssigkeits-dämmend
f. Schallbrechend
g. Druckbeständig
Diese Eigenschaften sorgen dafür dass man Glas nicht nur zum Bauen benutzen kann sondern auch in der Optik, dem Datentransfer (Glasfaserkabel) und vor allem als Geräteglas.
(3) Man teilt Glassorten in fünf Hauptgruppen ein:
a. Natron-Kalk-Glas [Na2O-CaO-6SiO2]:Die häufigste Form des Glases.
b. Kali-Kalk-Glas [K2O-CaO-6SiO2]: Kristallgläser, Kronglas, schwer schmelzbares Glas
c. Bor-Tonerde-Glas [SiO2-Al2O3-Na2O-B2O3-BaO]: sehr widerstandsfähig gegen Temperaturdifferenzen und Chemikalien; Pyrex oder Pyroflam-gläser;
d. Kali-Blei-Glas [K2O-PbO-6SiO2]: hohe Lichtbrechung, große Dichte.
e. àQuarzglas [reines SiO2]: hohe Schmelztemperatur(1700°), Quarzglas hat eine tetraedische Struktur, geringe Wärmeausdehnung, keine Fernordnung;
(4) Die Vorraussetzung für den Glaszustand ist ein Netzwerkbildner, wie zum Beispiel Siliciumdioxid da es ein dreidimensionales Netzwerk bilden kann. Im gläsernen Zustand geht die Fernordnung verloren, da die Anordnung der Tetraeder unregelmäßig ist. Technische Gläser enthalten als Netzwerkbildner zusätzlich noch Natrium- und Calciumoxid, wodurch Bindungen im Siliciumgitter gespalten werden, die hat den Vorteil das die Schmelzherstellungstemperatur erheblich gesenkt werden kann.
(5) Technisches Glas, welches zusätzlich noch andere Stoffe wie Natrium enthält, verändert sich im erhitzten Zustand wie folgt:
a. In erhitztem phenolphtaleinhaltigen Wasser ändert sich der pH-Wert, je nach Alter und Temperatur, von neutral zu basisch.
b. Da das Natrium in Ionen vorliegt, leitet Glas bei hohen Temperaturen den elektrischen Strom, da es zur einer Lockerung im Gitternetz kommt, dies hat zur Folge, das sich die Natrium-Ionen frei bewegen können.
c. Im Gegensatz zu anderen Stoffen wie Wasser ist Glas in der Lage seine Viskosität kontinuierlich zu ändern, während bei Wasser diese Veränderung nur Sprunghaft ändert. Außerdem hängt die Viskosität von der Art des Glases ab, d.h. z.B. an den Anteilen an Fließmitteln und Stabilisatoren. Die Einführung von Netzwerkwandlern verringert die Viskosität.
1.Kieselglas2.Supremax3.Duran4.Natron-Kalk-Glas5.Elektro-techn. Bleiglas
Temperaturabhängigkeit der Viskosität einiger technisch wichtiger Gläser
(6)
a. Amorph: ungeformt, gestaltlos;
b. Metastabil: porös;
c. Quarz: Siliciumdioxid- Kristallgitter mit Fernordnung
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