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Glas

23.07.2018

Glas ist ein lichtdurchlässiges Schmelzprodukt aus anorganischen, mineralischen und glasbildenden Stoffen. Es gibt eine Vielzahl verschiedener Glasarten. Das mit Abstand gebräuchlichste Glas ist das so genannte Kalknatronglas (Massenglas). Aus ihm bestehen Getränkeflaschen, Fensterscheiben, Haushaltsglas. Weitere Glasarten sind beispielsweise Bleikristallglas oder Borsilikatglas. Ausgangsstoff für die Herstellung von Kalknatronglas ist ein Gemisch aus Quarzsand SiO2 (71 % bis 75 %), Soda Na2CO3 (12 % bis 16 %) und Kalk CaCO3 (10 % bis 15 %). 

Die atomare Struktur des Glases besteht aus einem dreidimensionalen Netzwerk von SiO4-Tetraedern, zwischen die Natrium- und Kalziumionen eingelagert sind. Dieses Netzwerk besitzt keine geometrische Regelmäßigkeit, der Stoff Glas hat deshalb eine amorphe Struktur, das Charakteristische des Glaszustandes. Weil der ungeordnete, amorphe Zustand in Flüssigkeiten vorliegt, bezeichnet man den Glaszustand auch als erstarrten Flüssigkeitszustand. Bei Raumtemperatur ist das SiO4-Tetraeder-Netzwerk fest ineinander verklammert. Das Glas ist sprödhart. Mit steigender Temperatur nimmt die Sprödigkeit immer mehr ab. Bei Temperaturen über 800 °C können die SiO4-Tetraederfäden gegeneinander abgleiten, das Glas ist dann zähviskos und wird bei weiterer Temperaturerhöhung immer dünnflüssiger. Das Einfärben von Glas wird durch Zugabe von Verbindungen der Nebengruppenelemente zur Glasschmelze erreicht. Die Verbindungen lösen sich in der Glasmasse auf, ihre gebildeten Metallionen färben das Glas.

Borsilikatglas wird aus einem Gemisch aus 70 % bis 80 % Quarzsand (SiO2), 7 % bis 13 % Bortrioxid (B2O3), 4 % bis 8 % Soda (Na2CO3) bzw. Pottasche (K2CO3) sowie 2 % bis 7 % Tonerde (Al2O3) erschmolzen. Ihre besonderen Eigenschaften sind chemische Beständigkeit und Temperaturunempfindlichkeit. Man fertigt daraus beispielsweise Chemieapparate, Glühlampen, Arzneimittelflaschen und feuerfestes Glasgeschirr.

Bleiglas besteht aus 54 % bis 65 % Quarzsand, 18 % bis 38 % Bleioxid (PbO), 13 % bis 15 % Soda beziehungsweise Pottasche. Bleigläser besitzen hohe Lichtbrechung und eignen sich besonders zur Verzierung durch Schliff. Sie werden zu Dekorationsgegenständen und edlem Geschirr verarbeitet.

Für die verschiedensten Verwendungszwecke sind Tausende verschiedener Glassorten entwickelt worden, die in der Gruppe der technischen Spezialgläser zusammengefasst werden. Dazu zählen beispielsweise Quarzglas für hohe Temperaturen, optische Gläser, Gläser für die Elektronik, Glasfaserglas, Glaskeramik für Kochfelder, Emailglas, Lampenglas oder die Gläser für spezielle Chemieapparate.

Sicherheitsglas ist entweder durch thermische Behandlung vorgespanntes Glas, das bei Überbelastung in kleine Krümel zerfällt oder Mehrscheibenglas, bestehend aus mehreren Glasscheiben, die durch eine zähelastische Kunststofffolie verklebt sind.