Glas ist ein starres Material, das durch Erhitzen einer Mischung trockener Materialien in einen viskosen Zustand gebildet wird und dann die Zutaten schnell genug abkühlt, um eine regelmäßige kristalline Struktur zu verhindern. Wenn das Glas abkühlt, werden die Atome in einem ungeordneten Zustand wie eine Flüssigkeit eingeschlossen, bevor sie sich in die perfekte %%%% % % Anordnung eines Festkörpers bilden können. Glas ist weder eine Flüssigkeit noch ein Feststoff, sondern teilt die Eigenschaften beider und ist sein eigener Materiezustand.,
Drei klassische Materiezustände
Gasförmiger Zustand: Einzelne Moleküle sind durch relativ große Entfernungen voneinander getrennt und bewegen sich chaotisch. Keine Wechselwirkung zwischen Molekülen außer Kollisionen miteinander.
Flüssiger Zustand: Moleküle werden durch Anziehungskräfte nahe gehalten, aber nicht starr in Position gehalten. Sie bewegen sich und wechseln von einem ungeordneten Zustand in einen anderen.
Kristalliner Zustand: Starke Anziehungskräfte halten Moleküle starr in Position., Jedes Molekül nimmt eine bestimmte position in einem perfekt geordneten dreidimensionalen Gitter.
Quarz (eine feste) vs. Glasstruktur (im glasigen Zustand)
Gläser haben die mechanische Steifigkeit von Kristallen, aber die zufällige ungeordnete Anordnung von Molekülen, die Flüssigkeiten charakterisieren.,
Von Flaschen bis zu Raumfahrzeugfenstern umfassen Glasprodukte drei Materialien (Uhr: Rohstoffe aus Glas):
1) Erstere – Dies ist der Hauptbestandteil von Glas, das auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt werden muss, um viskos zu werden. Siliciumdioxid (in Sand enthalten) ist die häufigste Form.
2) Flux-Hilft Formern % % schmelzen%% bei niedrigeren Temperaturen. Dies ist normalerweise Soda oder Kali, die traditionell aus Meerespflanzenasche oder durch Verbrennen von Brack oder Bäumen hergestellt wurde.,
3) Stabilisator-Verhindert, dass sich das fertige Glas auflöst, zerbröckelt oder unerwünschte Kristalle bildet. Calciumoxid in Form von Kalkstein, einem Mineral, ist ein üblicher Stabilisator.
Die Mischung aus trockenen Materialien, die zur Bildung von Glas verwendet werden, wird als Charge bezeichnet. Charge wird in einem Ofen auf etwa 2400F erhitzt. Zerbrochenes Glas, genannt Scherben, wird der Charge hinzugefügt, um den Schmelzprozess zu erleichtern. Ein Ungleichgewicht in der Charge aufgrund eines Überschusses an alkalischem Flussmittel oder zu wenig Stabilisator führt zu Lähmungen, einer chemischen Instabilität, die zu einem feinen Netzwerk von Rissen und einer Verschlechterung des Glases führt.,
Die Farbe des Glases kann durch Zugabe von Metalloxiden zur Charge verändert werden (siehe: Farbglas). Beispiele für gängige Farbstoffe sind:
Eisen – Farben, Glas grün.
Kupfer-Farben Glas hellblau.
Mangandioxid – Kann farbige Gläser entfärben. In höheren Mengen kann dieses Element jedoch lila und in noch höheren Mengen schwarz erscheinendes Glas erzeugen.
Kobalt-Farben Glas dunkelblau.
Gold-Farben glas tiefrot, wie rubine (uhr: Gold Rubin Becher).
Spezielle Glasarten
Die chemische Zusammensetzung bestimmt, was ein Glas tun kann., Es gibt bereits Zehntausende von bearbeitbaren Glaszusammensetzungen und täglich werden neue entwickelt. Die folgenden Elemente helfen, spezielle Glassorten zu erstellen.
Bor hilft bei der Herstellung von Borosilikatglas, einem Glas, das für seine Beständigkeit gegen Wärmeschock bekannt ist. Glaskochgeschirr und Labware sind die bekanntesten Anwendungen dieses Glases(siehe: ^^96.4.167^^).
Glühen
Unmittelbar nach der Bildung von Gläsern werden sie meistens geglüht oder langsam und gleichmäßig abgekühlt, um innere Spannungen zu reduzieren (siehe: Glühen und Spannung in Glas)., Wenn ein Bereich eines Glasstücks dick ist (länger heißer bleiben) und ein anderer Bereich dünn ist (schnell abkühlt) und dieses Glasstück nicht richtig geglüht wird, verursacht der steile Temperaturgradient zwischen diesen Bereichen Stress und das Stück wird höchstwahrscheinlich auseinander reißen.
Glaseigenschaften
Mechanisch stark
Glas hat eine große inhärente Festigkeit. Geschwächt nur durch oberflächliche Unvollkommenheiten, die dem Glas seinen fragilen Ruf verleihen. Spezielle Temperierung kann Oberflächenfehler minimieren.
Hart
Oberfläche % % widersteht % % Kratzern und Abschürfungen.,
Elastic
Gibt unter Stress– – bis zu einer Bruchstelle – – – aber Rebounds genau in seine ursprüngliche Form.
Chemische Korrosionsbeständig
Durch wenige Chemikalien betroffen. %%Widersteht%% den meisten Industrie-und Lebensmittelsäuren.
Thermoschockbeständig
Widersteht starker Hitze oder Kälte sowie plötzlichen Temperaturschwankungen.
Wärmeabsorbierende
Behält Wärme, anstatt leitet sie. Absorbiert Wärme besser als %%Metall%%.
Optische Eigenschaften
Reflektiert, biegt, überträgt und absorbiert Licht mit großer Genauigkeit.
Elektrische Isolierende
Stark %%widersteht%% elektrischen Strom., Speichert Strom sehr effizient.
Veröffentlicht am 2. Dezember 2011