Glas

  Glas kann transparent und flach oder in anderen Formen und Farben hergestellt werden, wie diese Kugel aus der Verrerie von Brehat in der Bretagne zeigt.   Vergrößern Glas kann transparent und flach oder in anderen Formen und Farben hergestellt werden, wie in dieser Kugel aus der Verrerie von Brehat in der Bretagne gezeigt.

Glas ist ein gleichförmiges Material mit vertretbarer Phase, das normalerweise entsteht, wenn das viskose geschmolzene Material sehr schnell unter seine Glasübergangstemperatur abkühlt, ohne dass ausreichend Zeit für eine regelmäßige Abkühlung vorhanden ist Kristall Gitter zu bilden. Die bekannteste Form von Glas ist das für Fenster verwendete Material auf Siliziumdioxidbasis.

Glas ist ein biologisch inaktives Material, das zu glatten und undurchlässigen Oberflächen geformt werden kann. Glas ist spröde und zerbricht in scharfe Scherben. Diese Eigenschaften können durch Zugabe anderer Verbindungen oder Wärmebehandlung modifiziert oder verändert werden.

Herkömmliches Glas enthält etwa 70–72 Gew.-% Siliziumdioxid ( Ja Ö zwei ). Der Hauptrohstoff ist Sand (oder 'Quarzsand'), der fast 100 % kristallines Siliziumdioxid in Form von Quarz enthält. Obwohl es sich um einen fast reinen Quarz handelt, kann er immer noch eine kleine Menge (< 1 %) Eisenoxide enthalten, die das Glas färben würden, daher wird dieser Sand normalerweise in der Fabrik angereichert, um die Eisenoxidmenge auf < 0,05 % zu reduzieren. Große natürliche Einkristalle aus Quarz sind reineres Siliziumdioxid und werden nach dem Zerkleinern für hochwertige Spezialgläser verwendet. Synthetische amorphe Kieselsäure (praktisch 100 % rein) ist der Rohstoff für die teuersten Spezialgläser.



Eigenschaften und Verwendungen

  Die Arten und Verwendungen von Glas für wissenschaftliche und technische Zwecke sind vielfältig und reichen von Anwendungen mit den kleinsten Geräten wie DNA-Mikroarrays bis hin zu fußballfeldgroßen, enorm leistungsstarken Neodym-dotierten Glaslasern (wie oben gezeigt), die für Laserfusionsanwendungen verwendet werden.   Vergrößern Die Arten und Verwendungen von Glas für wissenschaftliche und technische Zwecke sind vielfältig und reichen von Anwendungen mit den kleinsten Geräten wie DNA-Microarrays bis hin zu enorm leistungsstarken Geräten in Fußballfeldgröße Neodym dotierte Glaslaser (wie oben gezeigt), die für Laserfusionsanwendungen verwendet werden.

Das offensichtlichste Merkmal von gewöhnlichem Glas ist, dass es für sichtbares Licht transparent ist (nicht alle glasartigen Materialien sind es). Diese Transparenz ist auf das Fehlen elektronischer Übergangszustände im sichtbaren Bereich zurückzuführen hell , und weil gewöhnliches Glas auf allen Längenskalen größer als etwa eine Wellenlänge des sichtbaren Lichts homogen ist. (Heterogenitäten bewirken, dass Licht gestreut wird, wodurch jede kohärente Bildübertragung unterbrochen wird). Gewöhnliches Glas blockiert teilweise UVA (Wellenlänge zwischen 400 und 300 nm) und blockiert UVC und UVB (Wellenlängen kürzer als 300 nm) vollständig aufgrund des Zusatzes von Verbindungen wie Soda (Natriumcarbonat)

Reines SiO zwei Glas (auch Quarzglas genannt) absorbiert kein UV-Licht und wird für Anwendungen verwendet, die in diesem Bereich Transparenz erfordern, obwohl es teurer ist. Diese Art von Glas kann so rein gemacht werden, dass bei der Verarbeitung zu Glasfaserkabeln Hunderte von Kilometern Glas bei Infrarotwellenlängen transparent sind. Einzelne Fasern erhalten einen ebenso transparenten Kern aus SiO zwei / Ge Ö zwei Glas, das nur geringfügig andere optische Eigenschaften hat (das Germanium trägt zu einem höheren Brechungsindex bei). Unterseekabel haben dotierte Abschnitte Erbium , die übertragene Signale durch Laseremission aus dem Glas selbst verstärken. Amorphes SiO zwei wird auch als dielektrisches Material in verwendet integrierte Schaltkreise aufgrund der glatten und elektrisch neutralen Grenzfläche, mit der es sich bildet Silizium .

Gläser für die Herstellung optischer Geräte werden mit einem sechsstelligen Glascode oder alternativ mit einem Buchstaben-Zahlen-Code aus dem Schott-Glas-Katalog kategorisiert. Zum Beispiel, BK7 ist ein Borosilikat-Kronglas mit geringer Dispersion und SF10 ist ein hochdisperses, dichtes Flintglas. Die Gläser sind nach Zusammensetzung, Brechungsindex und Abbe-Zahl geordnet.

Glas entsteht manchmal auf natürliche Weise aus Vulkangestein Magma . Dieses Glas wird Obsidian genannt und ist normalerweise schwarz mit Verunreinigungen. Obsidian ist ein Rohstoff für Flintknapper, die daraus seit jeher extrem scharfe Messer herstellen Steinzeit . Das Sammeln von Obsidian aus Nationalparks und anderen Orten kann in einigen Ländern gesetzlich verboten sein, aber die gleichen Werkzeugherstellungstechniken können auf industriell hergestelltes Glas angewendet werden.

Zutaten aus Glas

Reines Siliziumdioxid (SiO zwei ) hat einen Schmelzpunkt von etwa 2.000 ° C (3.632 ° F). Es kann für spezielle Anwendungen zu Glas verarbeitet werden (siehe Quarzglas), und gewöhnlichem Glas werden andere Substanzen zugesetzt, um die Verarbeitung zu vereinfachen. Eines ist Soda (Natriumcarbonat Na zwei CO 3 ), was den Schmelzpunkt auf etwa 1.000 ° C (1.832 ° F) senkt. Allerdings macht das Soda das Glas wasserlöslich, was meist unerwünscht ist, daher werden Kalk (Calciumoxid, CaO), etwas MgO und Aluminiumoxid zugesetzt, um für eine bessere chemische Beständigkeit zu sorgen. Das resultierende Glas enthält etwa 70 bis 72 Gewichtsprozent Kieselerde und wird Natron-Kalk-Glas genannt. Natron-Kalk-Gläser machen etwa 90 Prozent des hergestellten Glases aus.

Neben Soda und Kalk werden den meisten gewöhnlichen Gläsern andere Zutaten zugesetzt, um ihre Eigenschaften zu verändern. Führen Glas, wie Bleikristall oder Flintglas, ist 'brillanter', weil der erhöhte Brechungsindex merklich mehr 'funkelt', während Bor kann hinzugefügt werden, um die thermischen und elektrischen Eigenschaften zu ändern, wie in Pyrex. Hinzufügen Barium erhöht auch den Brechungsindex. Thoriumoxid verleiht Glas einen hohen Brechungsindex und eine geringe Dispersion und wurde früher zur Herstellung hochwertiger Linsen verwendet, wurde jedoch aufgrund seiner Radioaktivität in modernen Gläsern durch Lanthanoxid ersetzt. Große Mengen an Eisen werden in Glas verwendet, das Infrarotenergie absorbiert, wie z. B. wärmeabsorbierende Filter für Filmprojektoren, während Cer(IV)-Oxid für Glas verwendet werden kann, das UV-Wellenlängen (biologisch schädliche ionisierende Strahlung) absorbiert.

Gläser, die Silica nicht als Hauptbestandteil enthalten, werden manchmal für Faseroptik und andere spezialisierte technische Anwendungen verwendet. Dazu gehören Fluorzirkonat-, Fluoraluminat- und Chalkogenidgläser.

2006 schufen italienische Wissenschaftler eine neue Art von Glas unter Verwendung von extremem Druck und Kohlendioxid . Die Substanz wurde amorphes Carbonia (a-CO zwei ) , das eine atomare Struktur hat , die der von gewöhnlichem Fensterglas ähnelt .

Glas als Polymer

Eine innovative Art der Glasherstellung beinhaltet die Herstellung durch Polymerisation. Die Zugabe von Additiven, die die Eigenschaften von Glas verändern, ist problematisch, weil die hohe Temperatur der Zubereitung die meisten von ihnen zerstört. Durch die Polymerisation von Glas ist es möglich, aktive Moleküle wie Enzyme einzubetten, um den Glasgefäßen eine neue Funktionalität zu verleihen. Sol-Gel ist ein sehr gutes Beispiel für auf diese Weise hergestelltes Glas.

Farben

  Metallzusätze in der Glasmischung können eine Vielzahl von Farben erzeugen. Hier wurde Kobalt hinzugefügt, um ein bläuliches dekoratives Glas zu erzeugen.   Vergrößern Metallische Zusätze in der Glasmischung können eine Vielzahl von erzeugen Farben . Hier Kobalt wurde hinzugefügt, um ein bläuliches dekoratives Glas zu erzeugen.  Das Innere einer blauen Glasschale.   Vergrößern Das Innere einer blauen Glasschale.

Glas erscheint farblos mit bloßem Auge, wenn es dünn ist, obwohl es grün gesehen werden kann, wenn es dick ist, oder mit Hilfe wissenschaftlicher Instrumente. Jedoch, Metalle und Metalloxide können Glas während seiner Herstellung hinzugefügt werden, um seine Farbe zu ändern.

  • Eisen(II)-oxid ergibt blaugrünes Glas, das häufig für Bierflaschen verwendet wird. Zusammen mit Chrom es gibt eine sattere grüne Farbe, die für Weinflaschen verwendet wird.
  • Schwefel , zusammen mit Kohlenstoff und Eisensalze, wird verwendet, um Eisenpolysulfide zu bilden und bernsteinfarbenes Glas herzustellen, das von gelblich bis fast schwarz reicht. In borreichen Borosilikatgläsern verleiht Schwefel eine blaue Farbe. Mit Kalzium es ergibt eine tiefgelbe Farbe.
  • Mangan kann in kleinen Mengen zugesetzt werden, um die durch Eisen verursachte Grünfärbung zu entfernen, oder in höheren Konzentrationen, um Glas eine Amethystfarbe zu verleihen. Mangan ist einer der ältesten Glaszusätze, und seit der frühen ägyptischen Geschichte wurde violettes Manganglas verwendet.
  • Selen , kann wie Mangan in geringen Konzentrationen zum Entfärben von Glas oder in höheren Konzentrationen zum Verleihen einer rötlichen Farbe verwendet werden, die durch im Glas dispergierte Selenatome verursacht wird. Es ist ein sehr wichtiges Mittel, um rosa und rotes Glas herzustellen. Wenn es zusammen mit Cadmiumsulfid verwendet wird, ergibt es eine brillante rote Farbe, die als 'Selenium Ruby' bekannt ist.
  • Kleine Konzentrationen von Kobalt (0,025 bis 0,1 %) ergibt blaues Glas. Die besten Ergebnisse werden bei der Verwendung von kalihaltigem Glas erzielt. Sehr kleine Mengen können zum Entfärben verwendet werden.
  • Zinnoxid mit Antimon- und Arsenoxiden ergibt ein undurchsichtiges weißes Glas, das erstmals in Venedig zur Herstellung einer Porzellanimitation verwendet wurde.
  • 2 bis 3 % Kupferoxid ergibt a Türkis Farbe.
  • Rein metallisch Kupfer ergibt ein sehr dunkelrotes, undurchsichtiges Glas, das manchmal als Ersatz für Gold bei der Herstellung von rubinfarbenem Glas verwendet wird.
  • Nickel ergibt je nach Konzentration blaues oder violettes oder sogar schwarzes Glas. Bleikristall mit zugesetztem Nickel nimmt eine violette Farbe an. Nickel wurde zusammen mit einer kleinen Menge Kobalt zum Entfärben von Bleiglas verwendet.
  • Chrom ist ein sehr starkes Färbemittel, das dunkelgrüne oder in höheren Konzentrationen sogar schwarze Farbe ergibt. Zusammen mit Zinnoxid und Arsen ergibt es smaragdgrünes Glas. Chromaventurin, bei dem Aventureszenz durch Züchtung großer paralleler Chrom(III)oxid-Platten erreicht wurde, wurde ebenfalls aus Glas mit zugesetztem Chrom hergestellt.
  • Cadmium zusammen mit Schwefel ergibt es eine tiefgelbe Farbe, die oft in Glasuren verwendet wird. Allerdings ist Cadmium giftig.
  • Hinzufügen Titan produziert gelblich-braunes Glas. Titan wird selten allein verwendet, sondern häufiger zur Intensivierung und Aufhellung anderer farbgebender Zusätze.
  • Metallisch Gold , in sehr geringen Konzentrationen (etwa 0,001%), erzeugt ein sattes rubinrotes Glas ('Ruby Gold'), während niedrigere Konzentrationen ein weniger intensives Rot erzeugen, das oft als 'Cranberry' vermarktet wird. Die Farbe wird durch die Größe und Verteilung der Goldpartikel verursacht. Rubingoldglas wird normalerweise aus Bleiglas mit zugesetztem Zinn hergestellt.
  • Uran (0,1 bis 2 %) können hinzugefügt werden, um Glas eine fluoreszierende gelbe oder grüne Farbe zu verleihen . Uranglas ist normalerweise nicht radioaktiv genug, um gefährlich zu sein, aber wenn es zu einem Pulver zermahlen wird, z. B. durch Polieren mit Sandpapier, und eingeatmet wird, kann es krebserregend sein. Bei Verwendung mit Bleiglas mit sehr hohem Bleianteil ergibt sich eine tiefrote Farbe.
  • Silber Verbindungen (insbesondere Silbernitrat) können eine Reihe von Farben von orangerot bis gelb erzeugen. Die Art und Weise, wie das Glas erhitzt und gekühlt wird, kann die von diesen Verbindungen erzeugten Farben erheblich beeinflussen. Die beteiligte Chemie ist komplex und nicht gut verstanden. Wow

Berechnung der Glaseigenschaften

Glaseigenschaften können durch statistische Analyse von Glasdatenbanken wie SciGlass und Interglad berechnet werden. Wenn die gewünschte Glaseigenschaft nicht mit Kristallisation (z. B. Liquidustemperatur) oder Phasentrennung zusammenhängt, kann eine lineare Regression unter Verwendung von Polynomfunktionen bis zum dritten Grad angewendet werden. Das folgende Bild zeigt eine Beispielgleichung zweiten Grades. Die C-Werte sind die Glaskomponentenkonzentrationen wie Na2O oder CaO in Prozent oder anderen Bruchteilen, die b-Werte sind Koeffizienten und n ist die Gesamtzahl der Glaskomponenten. Die Glashauptkomponente Silica (SiO2) ist in der nachstehenden Gleichung wegen Überparametrisierung aufgrund der Einschränkung, dass sich alle Komponenten zu 100 % aufsummieren, ausgeschlossen. Viele Terme in der nachstehenden Gleichung können basierend auf einer Korrelations- und Signifikanzanalyse vernachlässigt werden. Weitere Details und Beispiele finden Sie unter Glassproperties.com.

  \mbox{Glaseigenschaft} = b_0 + \sum_{i=1}^n \left( b_iC_i + \sum_{k=i}^n b_{ik}C_iC_k \right)

Die Liquidustemperatur wurde unter Verwendung der Regression von neuronalen Netzwerken in dem folgenden Artikel modelliert: C. Dreyfus, G. Dreyfus: 'Ein maschineller Lernansatz zur Schätzung der Liquidustemperatur von glasbildenden Oxidmischungen'; J. Non-Cryst. Feststoffe, Bd. 318, 2003, S. 63-78.

Oft ist es erforderlich, mehrere Glaseigenschaften gleichzeitig zu optimieren, einschließlich der Produktionskosten. Dies kann in Microsoft Excel wie folgt durchgeführt werden: 1) Auflistung der gewünschten Eigenschaften; 2) Eingabe von Modellen zur zuverlässigen Berechnung von Eigenschaften auf Basis der Glaszusammensetzung, einschließlich einer Formel zur Abschätzung der Herstellungskosten; 3) Berechnung der Quadrate der Differenzen zwischen gewünschten und berechneten Eigenschaften; 4) Reduktion der Quadratsumme mit der Solver-Option in Microsoft Excel mit den Glaskomponenten als Variablen. Es ist möglich, die gewünschten Eigenschaften unterschiedlich zu gewichten. Grundlegende Informationen zum Prinzip finden Sie im Artikel: N. T. Huff, A. D. Call: „Computerized Prediction of Glass Compositions from Properties“; Marmelade. Keramik. Gesellschaft, Bd. 56, 1973, S. 55-57.

Geschichte des Glases

Phönizien und Ägypten

  Ein Stück Obsidian   Vergrößern Ein Stück Obsidian

Seit jeher wird natürlich vorkommendes Glas wie Obsidian verwendet Steinzeit . Laut Plinius dem Älteren stellten die Phönizier das erste Glas her. Plinius schrieb: „Die Tradition besagt, dass ein mit Stickstoff (Soda und Pottasche) beladenes Handelsschiff an diesem Ort festmachte, die Kaufleute ihre Mahlzeit am Strand zubereiteten und keine Steine ​​hatten, um ihre Töpfe zu stützen, sie benutzten Klumpen von Stickstoff vom Schiff, das verschmolz und sich mit dem Sand der Küste vermischte, und es flossen Ströme einer neuen durchscheinenden Flüssigkeit, und so war der Ursprung des Glases. Dass die Phönizier Glas als Glasur für Töpferwaren verwendeten, war bereits 3000 v. Chr. bekannt. Es gibt jedoch archäologische Beweise, die die Behauptung stützen, dass das erste Glas in Mesopotamien hergestellt wurde. Glasperlen, Siegel und architektonische Dekorationen stammen aus der Zeit um 2500 v.

Die Farbe von 'Naturglas' ist grün bis blaugrün. Diese Farbe wird durch natürlich vorkommende Eisenverunreinigungen im Sand verursacht. Herkömmliches Glas hat heute normalerweise eine leichte Grün- oder Blautönung, die von denselben Verunreinigungen herrührt. Glasmacher lernten, farbiges Glas herzustellen, indem sie metallische Verbindungen und Mineraloxide hinzufügten, um brillante Rot-, Grün- und Blautöne zu erzeugen - die Farben von Edelsteinen. Als Edelsteinschleifer lernten, Glas zu schneiden, stellten sie fest, dass klares Glas ein hervorragender Lichtrefraktor ist. Die frühesten bekannten Perlen aus Ägypten wurden während des Neuen Reiches um 1500 v. Chr. hergestellt und waren in verschiedenen Farben erhältlich. Sie wurden hergestellt, indem geschmolzenes Glas um eine Metallstange gewickelt wurde, und waren als Handelsware hoch geschätzt, insbesondere blaue, weil ihnen magische Kräfte nachgesagt wurden.

  Kernförmige Amphoriskos (17 cm hoch) 1. Jahrhundert v. Chr., Zypern   Vergrößern Kernförmige Amphoriskos (17 cm hoch) 1. Jahrhundert v. Chr., Zypern

Die Ägypter stellten auch kleine Krüge und Flaschen mit der Kernformmethode her. Glasfäden wurden um einen Sandsack gewickelt, der an einem Stab befestigt war, und das Glas wurde ständig wieder erhitzt, um die Fäden miteinander zu verschmelzen. Das Glas musste in Bewegung gehalten werden, bis die erforderliche Form und Dicke erreicht war. Der letzte Schritt bestand darin, den Stab abkühlen zu lassen, dann den Beutel zu durchstechen und den Stab zu entfernen. Die Ägypter formten auch die ersten farbigen Glasstäbe, mit denen sie bunte Perlen und Dekorationen herstellten, sie arbeiteten auch mit Gussglas. . Bis zum 5. Jahrhundert v. Chr. hatte sich diese Technologie zumindest in Griechenland verbreitet. Im ersten Jahrhundert v. Chr. gab es viele Glaszentren rund um das Mittelmeer und am östlichen Ende der Mittelmeer- Glasblasen, sowohl frei als auch formgeblasen, wurde entdeckt.

Römer

  Römischer Glasbecher aus dem 4. Jahrhundert n. Chr.   Vergrößern Römischer Glasbecher aus dem 4. Jahrhundert n. Chr.

Das Aufkommen der Römisches Reich erlebte die Entwicklung vieler neuer Techniken und als sich das Imperium ausbreitete, breitete sich auch die Popularität von Glas aus. Durch Eroberung und Handel verbreiteten sich die Verwendung von Glasobjekten und die zur Glasherstellung verwendeten Techniken bis nach Skandinavien, auf die britischen Inseln und nach China. Diese Verbreitung der Technologie führte dazu, dass sich Glaskünstler in Bereichen wie z

  Römisches Glas   Vergrößern Römisches Glas

Alexandria in Ägypten, wo die berühmte Portlandvase hergestellt wurde, das Rheintal, wo böhmisches Glas entwickelt wurde, und nach Byzanz, wo Glasdesigns sehr kunstvoll wurden und Prozesse wie Emaillieren, Färben und Vergolden entwickelt wurden. Fensterglas wurde ziemlich häufig während der verwendet 1. Jahrhundert v , Beispiele, die in Karanis, Ägypten, gefunden wurden, waren durchscheinend und sehr dick. Nach dem Untergang des Reiches zog Kaiser Konstantin nach Byzanz, wo die Verwendung von Glas fortgesetzt wurde. Im Rest des Imperiums ging die Verwendung von Glas jedoch zurück und viele zuvor bekannte Techniken verschwanden. Glas wurde nicht vollständig aus dem Gebrauch genommen, aber es wurde im Westen erst wieder populär, als es im 7. Jahrhundert wieder auftauchte.

Europa

Glasgegenstände aus dem 7. und 8. Jahrhundert wurden auf der Insel Torcello bei Venedig gefunden. Diese bilden ein wichtiges Bindeglied zwischen der Römerzeit und der späteren Bedeutung dieser Stadt für die Herstellung des Materials. Um 1000 n. Chr. wurde in Nordeuropa ein wichtiger technischer Durchbruch erzielt, als Natronglas durch Glas ersetzt wurde, das aus einem viel leichter verfügbaren Material hergestellt wurde: Pottasche, die aus Holzasche gewonnen wurde. Von diesem Zeitpunkt an unterschied sich das nördliche Glas erheblich von dem im Mittelmeerraum, wo Soda weiterhin allgemein verwendet wurde.

  Ein Buntglasfenster aus dem 16. Jahrhundert   Vergrößern Ein Buntglasfenster aus dem 16. Jahrhundert

Das 11. Jahrhundert sah die Entstehung, in Deutschland , von neuen Möglichkeiten, Flachglas herzustellen, indem man Kugeln bläst, diese zu Zylindern ausschwenkt, diese noch heiß schneidet und die Platten dann plan schiebt. Diese Technik wurde im Venedig des 13. Jahrhunderts perfektioniert.

Im 11. Jahrhundert tauchten im islamischen Spanien auch Glasspiegel auf.

Bis zum 12. Jahrhundert Buntglas (d.h. Glas mit einigen farbgebenden Verunreinigungen, normalerweise Metalle) wurde nicht weit verbreitet verwendet.

Das Zentrum der Glasherstellung seit dem 14. Jahrhundert war Venedig auf der Insel Murano, die viele neue Techniken entwickelte und zum Zentrum eines lukrativen Exporthandels mit Tafelgeschirr, Spiegeln und anderen Luxusartikeln wurde. Was venezianisches Murano-Glas deutlich anders machte, war, dass die lokalen Quarzkiesel fast reine Kieselsäure waren und zu einem feinen, klaren Sand gemahlen wurden, der mit einem anderen lokal vorkommenden Produkt namens „Levanter Sodaasche“ kombiniert wurde, für das die Venezianer das alleinige Monopol hatten. Dies führte dazu, dass die Venezianer eine überlegene Form von Glas produzierten, was dazu führte, dass sie einen Handelsvorteil gegenüber anderen glasproduzierenden Ländern hatten.

Geschichte der Murano-Glasherstellung

Muranos Ruf als Zentrum der Glasherstellung entstand, als die Republik Venedig 1291 aus Angst vor Feuer und Zerstörung der überwiegend aus Holz bestehenden Gebäude der Stadt den Glasmachern befahl, ihre Gießereien nach Murano zu verlegen. Muranoglas ist immer noch mit venezianischem Glas verwoben. Muranos Glasmacher waren bald die prominentesten Bürger der Insel. Im 14. Jahrhundert durften Glasmacher Schwerter tragen, genossen Immunität vor Strafverfolgung durch den venezianischen Staat und fanden ihre Töchter in den wohlhabendsten Familien Venedigs verheiratet. Natürlich gab es einen Haken: Glasmacher durften die Republik nicht verlassen. Viele Handwerker gingen jedoch dieses Risiko ein und errichteten Glasöfen in umliegenden Städten und sogar in England und den Niederlanden. Die Glasmacher von Murano hatten jahrhundertelang ein Monopol auf hochwertige Glasherstellung und entwickelten oder verfeinerten viele Technologien, darunter kristallines Glas, emailliertes Glas (Smalto), Glas mit Goldfäden (Aventurin), mehrfarbiges Glas (Millefiori), Milchglas (Lattimo) und künstliche Edelsteine aus Glas. Noch heute wenden die Kunsthandwerker von Murano diese jahrhundertealten Techniken an und fertigen alles von zeitgenössischem Kunstglas und Glasschmuck bis hin zu Kronleuchtern aus Muranoglas und Weinverschlüssen. Das Promovetro-Konsortium wurde 1985 gegründet, um die ursprüngliche Glasproduktion auf der Insel Murano zu schützen, zu fördern und zu verteidigen, die seit jeher ein Synonym für einzigartige Qualität und Stil ist. Die Einführung des Vetro Artistico® Murano-Zeichens stellt einen grundlegenden Meilenstein für das Konsortium dar, das seit 2001 sein alleiniger Verwalter in Italien und im Ausland ist. Das Konsortium ist die einzige Vertretung der Murano-Glashütten, die das Ursprungszeichen an ihren Produkten anbringen kann sie auf dem Markt erkennbar zu machen, um den zahlreichen Spekulations- und Nachahmungsversuchen entgegenzuwirken, die dieses Made in Italy-Symbol beschädigen. Das Konsortium, authentischer Hüter der Murano-Kunst, engagiert sich für die Verteidigung der Glasherstellungstradition von Murano durch die Bereitstellung von Informationen für den Verbraucher und durch Initiativen, die darauf abzielen, das öffentliche Bewusstsein für dieses einzigartige, kostbare und unnachahmliche Produkt zu schärfen.

Englisches Glas war immer noch so schlecht, dass alles, was ein Zeuge durch ein geschlossenes Fenster sah, bis Ende des 18. Jahrhunderts nicht als Beweismittel vor Gericht zugelassen wurde. Schließlich zogen einige der venezianischen Glasarbeiter in andere Gebiete Nordeuropas und die Glasherstellung breitete sich mit ihnen aus.

Das Kronglasverfahren wurde bis Mitte des 19. Jahrhunderts verwendet. Bei diesem Verfahren drehte der Glasbläser etwa 4 kg geschmolzenes Glas am Ende eines Stabs, bis es sich zu einer Scheibe mit einem Durchmesser von etwa 1,5 m abflachte. Die Scheibe würde dann in Scheiben geschnitten werden. Venezianisches Glas wurde zwischen dem 10. und 14. Jahrhundert sehr geschätzt. Um 1688 wurde ein Verfahren zum Gießen von Glas entwickelt, das dazu führte, dass es zu einem viel häufiger verwendeten Material wurde. Die Erfindung der Glaspressmaschine im Jahr 1827 ermöglichte die Massenproduktion von preiswerten Glasartikeln.

Die Zylindermethode zur Herstellung von Flachglas wurde erstmals in den 1820er Jahren in den Vereinigten Staaten von Amerika verwendet. Es wurde zur kommerziellen Herstellung von Fenstern verwendet. Diese und andere Arten von mundgeblasenem Flachglas wurden in der ersetzt 20. Jahrhundert durch gewalzte Platte.

Glasartefakte

Da Glas stark und nicht reaktiv ist, ist es ein sehr nützliches Material. Viele Haushaltsgegenstände bestehen aus Glas. Trinkgläser, Schalen und Flaschen bestehen oft aus Glas, ebenso wie Glühbirnen, Spiegel, Kathodenstrahlröhren und Fenster. In Labors, in denen geforscht wird Chemie , Biologie , Physik und vielen anderen Bereichen bestehen Kolben, Reagenzgläser, Linsen und andere Laborgeräte oft aus Glas. Für diese Anwendungen wird normalerweise Borosilikatglas (z. B. Pyrex) wegen seiner Festigkeit und seines niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet, was eine größere Beständigkeit gegen Temperaturschocks bietet und eine größere Genauigkeit bei Labormessungen bei Heiz- und Kühlexperimenten ermöglicht. Für die anspruchsvollsten Anwendungen, Quarz Glas wird verwendet, obwohl es sehr schwierig zu bearbeiten ist. Die meisten dieser Gläser werden in Massenproduktion mit verschiedenen industriellen Verfahren hergestellt, aber die meisten großen Labors benötigen so viele kundenspezifische Glaswaren, dass sie einen Glasbläser als Personal beschäftigen. Vulkanische Gläser wie Obsidian werden seit langem zur Herstellung von Steinwerkzeugen verwendet, und Feuerstein-Schlagtechniken können leicht an massenproduziertes Glas angepasst werden.

Glaskunst

  Glasskulptur von Dale Chihuly bei einer von GlaxoSmithKline gesponserten Ausstellung 2005 in Kew Gardens, London, England. Das Stück ist 4 m hoch   Vergrößern Glasskulptur von Dale Chihuly bei einer von GlaxoSmithKline gesponserten Ausstellung 2005 in Kew Gardens, London, England. Das Stück ist 4 m hoch  Mundgeblasene Glasperlen und Anhänger veranschaulichen einige der unzähligen Farben und Formen der Glaskunst. Der kanadische Nickel ist für die Waage.   Vergrößern Mundgeblasene Glasperlen und Anhänger veranschaulichen einige der unzähligen Farben und Formen der Glaskunst. Der kanadische Nickel ist für die Waage.

Trotz der Verfügbarkeit von gewöhnlichen Glaswaren bleiben mundgeblasene oder lampenbearbeitete Glaswaren wegen ihrer Kunstfertigkeit beliebt. Einige Glaskünstler sind Dale Chihuly, Lino Tagliapietra, Kenji Ito, Hans Godo Frabel, Rene Lalique und Louis Comfort Tiffany, die für außergewöhnliche Glasobjekte verantwortlich waren. Der Begriff 'Kristallglas', abgeleitet von Bergkristall, bezeichnet hochwertiges farbloses Glas, das oft Blei enthält, und wird manchmal auf jedes feine mundgeblasene Glas wie Edinburgh Crystal und andere Marken angewendet.

Jemand, der mit heißem Glas arbeitet, wird Glasbläser oder Lampenarbeiter genannt, und mit diesen Techniken werden die meisten feinen Glaswaren hergestellt. Warmes Glas bezieht sich auf die Technik, Glas in einem Brennofen zu manipulieren.

Kaltbearbeitung umfasst traditionelle Buntglasarbeiten sowie andere Methoden zum Formen von Glas bei Raumtemperatur. Glas kann auch mit einer Diamantsäge oder mit Schleifmitteln eingebetteten Kupferscheiben geschnitten und poliert werden, um glänzende Facetten zu erhalten. die Technik, die bei der Herstellung von Waterford-Kristallen verwendet wird. Kunst wird manchmal durch die Verwendung von Säuren, ätzenden oder abrasiven Substanzen in Glas geätzt. Traditionell geschah dies, nachdem das Glas geblasen oder gegossen wurde. In den 1920er Jahren wurde ein neues Formätzverfahren erfunden, bei dem Kunst direkt in die Form geätzt wurde, sodass jedes Gussstück mit dem Bild bereits auf der Glasoberfläche aus der Form kam. Dies reduzierte die Herstellungskosten und führte in Kombination mit einer breiteren Verwendung von farbigem Glas in den 1930er Jahren zu billigen Glaswaren, die später als Depressionsglas bekannt wurden. Da die in diesem Prozess verwendeten Arten von Säuren äußerst gefährlich sind, haben abrasive Methoden an Popularität gewonnen.

Zu den Objekten aus Glas gehören Gefäße (Schalen, Vasen und andere Behälter), Briefbeschwerer, Murmeln, Perlen, Pfeifen, Bongs und mehr Skulpturen . Farbiges Glas wird oft verwendet, obwohl das Glas manchmal bemalt ist; Bemerkenswerte Beispiele für bemaltes Glas sind die Arbeiten der zeitgenössischen Künstler Judith Schaechter und Walter Lieberman. Es gibt unzählige Beispiele für die Verwendung von Buntglas , wie die von John La Farge in der Trinity Church in Boston, oder die lebensgroßen Skulpturen in der bildenden Kunst von Jim Gary.

Das Harvard Museum of Natural History besitzt eine Sammlung äußerst detaillierter Blumenmodelle aus bemaltem Glas. Diese wurden von Leopold Blaschka und seinem Sohn Rudolph mit Lampen gearbeitet, die nie die Methode preisgaben, mit der er sie herstellte. Die Blaschka Glasblumen sind auch heute noch eine Inspiration für Glasbläser. Weitere Informationen finden Sie auf der Seite des Harvard Museum of Natural History zur Ausstellung.

Buntglas ist eine Kunstform mit langer Geschichte; Viele Kirchen haben schöne Buntglasfenster.

Glas in Gebäuden

Glas wird seit dem 11. Jahrhundert in Gebäuden verwendet. Glas wird in Gebäuden als transparentes Material für Fenster, als verglaste Innenwände und als architektonisches Element verwendet.

Glas in Gebäuden kann ein Sicherheitstyp sein, einschließlich verdrahteter, vorgespannter und laminierter Gläser. Glasfaserdämmung ist in Dächern und Wänden üblich. Geschäumtes Glas, hergestellt aus Altglas, kann als leichte, geschlossenzellige Dämmung verwendet werden.

Glas in Fahrzeugen

Siehe auch: Schiebedach, Gewächshaus, Windschutzscheibe.

Glas als Flüssigkeit

Ein wohl berechtigter Glaube ist, dass Glas a ist Flüssigkeit von praktisch unendlicher Viskosität bei Raumtemperatur und fließt als solches, wenn auch sehr langsam, ähnlich wie Pech. Glas wird im Allgemeinen als amorpher Feststoff und nicht als Flüssigkeit behandelt, obwohl unterschiedliche Ansichten gerechtfertigt sein können, da die Charakterisierung von Glas entweder als „fest“ oder „flüssig“ nicht ganz einfach ist . Die Vorstellung, dass Glas über längere Zeiträume in nennenswertem Ausmaß fließt, wird jedoch nicht durch empirische Beweise oder theoretische Analysen gestützt.

Es existiert ein Mythos, dass sich Glasstäbe und -rohre mit der Zeit unter ihrem eigenen Gewicht verbiegen können. Um dies zu überprüfen, führte Robert John Rayleigh, Sohn des Nobelpreisträgers John William Rayleigh, in den 1920er Jahren ein Experiment an einem 1 Meter langen und 5 Millimeter dicken Glasstab durch wurde horizontal auf zwei Stiften mit einem 300-Gramm-Gewicht in der Mitte getragen. Abgesehen von der anfänglichen Biegung von 28 Millimetern änderte sich die Position des Gewichts bis zum Ende des 7-jährigen Experiments nicht. Zur gleichen Zeit führte ein anderer Mann, ein Arbeiter von General Electric namens K. D. Spenser, unabhängig ein ähnliches Experiment durch. Zwei Monate nach Rayleigh veröffentlichte er seine eigenen Ergebnisse, die den Mythos ebenfalls widerlegten. Spenser schlug vor, dass der Mythos vor den 1920er Jahren entstand, als die Röhren von Hand hergestellt wurden und natürlich einige von ihnen von Anfang an gebogen waren. Im Laufe der Zeit wurden die geraden Rohre entfernt, und nur die gebogenen blieben übrig. Einige Leute dachten wahrscheinlich, es sei das fließende Glas.

Auf die Frage „Ist Glas fest oder flüssig?“ gibt es keine eindeutige Antwort. Molekular- und thermodynamisch lassen sich unterschiedliche Auffassungen begründen, dass es sich um eine hochviskose Flüssigkeit, einen amorphen Festkörper oder schlichtweg Glas um einen anderen Aggregatzustand handelt, der weder flüssig noch fest ist.

Verhalten von Antikglas

Die Beobachtung, dass alte Fenster unten oft dicker sind als oben, wird oft als unterstützender Beweis für die Ansicht angeführt, dass Glas über Jahrhunderte fließt. Es wird dann angenommen, dass das Glas einmal einheitlich war, aber in seine neue Form geflossen ist.

Die wahrscheinliche Quelle dieses Glaubens ist, dass, als Glasscheiben üblicherweise von Glasbläsern hergestellt wurden, die verwendete Technik darin bestand, geschmolzenes Glas zu schleudern, um eine runde, meist flache und ebene Platte zu erzeugen (das oben beschriebene Kronglasverfahren). Diese Platte wurde dann zugeschnitten, um in ein Fenster zu passen. Die Stücke waren jedoch nicht absolut flach; Die Ränder der Scheibe wären aufgrund der Zentrifugalkräfte dicker. Beim tatsächlichen Einbau in einen Fensterrahmen würde das Glas aus Gründen der Stabilität und des optischen Glanzes mit der dickeren Seite nach unten platziert. Gelegentlich wurde solches Glas mit der Seite nach unten dünner gefunden, was durch Unachtsamkeit beim Einbau verursacht wurde.

Einen ähnlichen Effekt hatte die Massenproduktion von Glasscheiben im frühen 20. Jahrhundert. In Glasfabriken wurde geschmolzenes Glas auf einen großen Kühltisch gegossen und verteilt. Das resultierende Glas ist an der Stelle des Gusses dicker, die sich in der Mitte der großen Platte befindet. Diese Blätter wurden in kleinere Fensterscheiben mit ungleichmäßiger Dicke geschnitten. Modernes Glas für Fenster wird als Floatglas hergestellt und hat eine sehr gleichmäßige Dicke.

Mehrere andere Punkte weisen darauf hin, dass die „Kathedralenglas“-Theorie falsch verstanden wird:

  • Der Physiker Edgar D. Zanotto schreibt im American Journal of Physics: „...die vorhergesagte Relaxationszeit für GeO zwei bei Zimmertemperatur 10 32 Jahre. Daher wäre die Relaxationszeit (charakteristische Fließzeit) von Kathedralgläsern sogar noch länger“ (Am. J. Phys, 66(5):392-5, Mai 1998). Laienhaft ausgedrückt schrieb er, dass Glas bei Raumtemperatur ist sehr stark auf der festen Seite des Spektrums von Feststoffen zu Flüssigkeiten.
  • Wenn mittelalterliches Glas merklich geflossen ist, dann sollten antike römische und ägyptische Objekte proportional mehr geflossen sein – aber das wird nicht beobachtet.
  • Wenn Glas mit einer Geschwindigkeit fließt, die es erlaubt, Veränderungen mit bloßem Auge nach Jahrhunderten zu sehen, dann sollten Veränderungen in optischen Teleskopspiegeln innerhalb weniger Tage (mittels Interferometrie) beobachtbar sein – aber auch das wird nicht beobachtet. Ebenso sollte es nicht möglich sein, Newtons Ringe zwischen jahrzehntealten Fensterglassplittern zu sehen – aber dies ist tatsächlich ziemlich einfach möglich.
  • Es wird beobachtet, dass Glas in Refraktoren mit Objektivlinsen mit großem Durchmesser unter seinem eigenen Gewicht durchhängt (was zu einem Fokusverlust führt), dies ist jedoch auf eine elastische Verformung zurückzuführen und nicht auf das Fließen des Glases im Laufe der Zeit. dies (zusammen mit chromatische Abweichung und andere Effekte) begrenzt die Größe von Refraktoren, wobei der größte Refraktor der Welt das Yerkes Observatory-Teleskop mit einem Durchmesser von 102 Zentimetern (40 Zoll) ist.

Vergleich mit Tonhöhe

Beachten Sie, dass Pech, ein weiteres scheinbar festes Material, tatsächlich eine hochviskose Flüssigkeit ist, 100 Milliarden Mal so viskos wie Wasser. Diese Eigenschaft ist im Pechtropfenexperiment der University of Queensland zu sehen, bei dem jeder Tropfen ungefähr 10 Jahre brauchte, um in den Becher zu fallen.