Herstellung und Eigenschaften verschiedener Glassorten

Bis heute ist Glas eines der anerkanntesten Werkstoffe der Welt. Man kann es in vielen Bereichen verwenden, ist aber vor allem in der Chemie beständig gegen jegliche Säuren und Basen. In der Architektur dient es als eines der wichtigsten Bauelemente für Sonnen-, Wärme- und Schallschutz.

Struktur von Glas

Im Quarzkristall besteht eine Fernordnung also eine regelmäßige Anordnung der Atome und wie schon der Name Quarzkristall sagt, hat es eine kristalline Struktur. Im Kieselglas jedoch liegt die amorphe Struktur vor, die sogenannte Nahordnung, wobei die Atome unregelmäßig geordnet sind. Durch diese Nahordnung besteht beim Kieselglas kein Schmelzpunkt, sondern ein Schmelzbereich bei ca. 1710° C. Ursache dessen sind die starken Bindungen innerhalb des Moleküls.

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Chemische Beständigkeit

Glas ist nahezu gegen alle Säuren und Laugen resistent bis auf die Flusssäure. Fluorwasserstoff HF greift dabei das Si-O-Netzwerk im Glas an. Deshalb sind nichtsilikatische Gläser wie Phosphatglas resistent gegen die Flusssäure. Da das Fluorid mit dem Silicium zu Siliciumtetrafluorid regiert, wird das Si-O-Netzwerk aufgebrochen. Siliciumtetrafluorid reagiert daraufhin mit der Flusssäure.

Flusssäure reagiert mt Kieselglas nach folgender Gleichung:

SiO₂ + 6 HF → H₂SiF₆ + 2 H₂O

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Herstellung

Der erste Schritt der Herstellung ist das Schmelzen der Rohstoffe. Altglas, Kalk, Quarzsand, Pottasche und Soda müssen geschmolzen werden. Dies erfolgt in drei Schritten. Zuerst werden durch die Rauhschmelze die Rohstoffe bei 1350°C erweicht. Dann muss die Schmelze durch die Läuterung bei 1400°C homogen werden und schließlich bei 1200°C abgekühlt.

Mithilfe der IS-Maschine wird das Glas geformt also gezogen, geblasen oder gewalzt. Rohrglas zum Beispiel wird aus der Glasschmelze in waagrechter, senkrecht-oben oder senkrechter-unten Ziehrichtung gezogen. Fensterglas hingegen wurde früher gewalzt, heute jedoch wird es durch das Floatverfahren produziert.

Wenn Glas industriell produziert wird, muss es durch kontinuierliche Kühlbahnen laufen und bei 450° bis 590°C gekühlt werden. Dauer der Kühlung hängt von der Art und Maße des Glases ab. Durch Sandstrahlen oder Ätzen mit Flusssäure kann die Glasoberfläche bearbeitet werden. Mithilfe von Schablonen oder Wachs können verschiedene Dekorationseffekte entstehen. Ein Spiegel entsteht indem man Glas durch das Metall Aluminium bedampft.

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Darstellung verschiedener Glassorten

Borosilikatglas wird wegen hoher Belastbarkeit im Labor benutzt. Diese Beständigkeit liegt wegen der Anwesenheit von Bor vor, welches es im Normalglas nicht gibt. Bekannte Borosilikatgläser sind das Duranglas, Fiolax und Pyrex.

Oxidisches Glas wird in silikatisches und nichtsilikatisches gegliedert. Zum silikatischen gehören das Normalglas und das Kalk-Natron-Glas.

Silikatisches Glas wird meist für Flaschen, Trinkgläser oder Fenster verwendet.

Zu den nichtsilikatischen Gläsern gehören das Phosphatglas und das Boratglas welche in der Optik ihren Gebrauch finden.

Zum nichtoxidischen Glas gehören salzartige Gläser wie das Nitratglas oder Fluoridglas. Neben den salzartigen Gläsern gibt es auch metallische Gläser die eine amorphe Struktur haben, aber flexibel wie Gummi sind. Sie spielen in der Medizin und Elektrotechnik eine große Rolle.

Edina Imamovic