Im Laufe der Menschheitsgeschichte gab es eine Steinzeit und dann eine Bronzezeit, und es gab sogar eine Eisenzeit. Die Frage ist, welchen Spitznamen würdest du dem Alter geben, in dem wir derzeit leben? Persönlich stimme ich dafür, es das Glaszeitalter zu nennen!,
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Glas ist allgegenwärtig
Heute gibt es kaum einen Lebensbereich, in dem Glas nicht in der einen oder anderen Form verwendet wird. Die Fenster von Häusern, Autos, Schiffen, Zügen und sogar Flugzeugen bestehen aus Glasscheiben., Die Liste der Glasprodukte ist praktisch endlos, von Wassergefäßen, Bechern, Dekorationsartikeln, verschiedenen Arten von Flaschen und Sonnenbrillen bis hin zu Brillen, Flaschen, Laborartikeln, Glühlampen, Leuchtstoffröhren und Hunderten anderer Gegenstände, die wir direkt oder indirekt in unserem täglichen Leben verwenden. Haben Sie sich jemals gefragt, wie dieses unglaublich nützliche Material hergestellt wird?
Labor-Apparatur aus Glas. (Bildnachweis:
Mystik des Glases: Ist Glas eine Flüssigkeit?,
Obwohl Glas eine Vielzahl von Anwendungen hat, hat es auch einen Hauch von Mystik—wahrscheinlich aufgrund seines seltsamen chemischen und physikalischen Verhaltens. Es ist stark genug, um uns zu schützen, aber es kann auch hektisch in Tausende von Stücken zerbrechen. Es besteht aus undurchsichtigem Sand und ist dennoch vollständig transparent. Und vielleicht am verblüffendsten von allen-es erscheint und verhält sich wie ein Feststoff, aber es ist tatsächlich eine Form von seltsamer Flüssigkeit in Verkleidung!
Die Wissenschaft der Glasherstellung
Das mag kaum zu glauben sein, aber Glas besteht aus flüssigem Sand., Genauer gesagt wird Glas durch Erhitzen von gewöhnlichem Sand (meist aus Siliziumdioxid SiO2) hergestellt, bis es schmilzt und sich in eine Flüssigkeit verwandelt. Sie fragen sich vielleicht, warum an heißen Tagen am Strand nicht dasselbe passiert, aber die Antwort darauf ist ganz einfach—die Schmelztemperatur, die der Sand benötigt, ist sehr hoch, um 1700° Celsius.
Beispiel Siliziumdioxid., (Photo Credit: LHcheM / Wikimedia Commons)
Wenn der geschmolzene Sand abkühlen darf, kehrt er nicht in seinen kiesigen gelben Zustand zurück, mit dem Sie begonnen haben—die Erwärmung bewirkt eine vollständige chemische Umwandlung und erreicht so eine neue innere Struktur. Unabhängig von der Technik, die zum Kühlen des geschmolzenen Sandes verwendet wird, setzt es nie ganz in einen quintessenten Feststoff ein. Stattdessen wird es zu einer gefrorenen Flüssigkeit oder—wie ein Materialwissenschaftler es nennen möchte-zu einem amorphen Feststoff., Grundsätzlich ähnelt Glas eher einer Kreuzung zwischen einem Feststoff und einer Flüssigkeit, wobei einige kristalline Strukturen, die im Allgemeinen in Feststoffen vorkommen, sowie eine gewisse molekulare Zufälligkeit, die häufig in Flüssigkeiten beobachtet wird, aufweisen.
Die Geschichte der Glasherstellung
Die Kunst der Glasherstellung ist sehr alt. Es ist nicht mit Sicherheit bekannt, wann der Mensch zum ersten Mal gelernt hat, Glas herzustellen, aber einige Glasperlen, die bereits 2500 vor Christus hergestellt wurden, wurden kürzlich in Ägypten geborgen. Ein blauer Glasstab aus der Zeit um 2600 v. Chr. wurde in Babylonien gefunden., Aus diesen Erkenntnissen geht hervor, dass selbst der alte Mensch verstanden hat, wie man Glas herstellt.
Wie wird Glas Hergestellt in der Industrie?
Ich habe Ihnen bereits eine grobe Vorstellung davon gegeben, wie Glas hergestellt wird, aber jetzt schauen wir uns an, wie Glas in einer richtigen industriellen Situation hergestellt wird. In einer industriellen Glasanlage wird Sand mit Abfallglasstücken (häufig aus dem Recycling gesammelt), Kalkstein (Calciumcarbonat CaCO3) und Soda (Natriumcarbonat Na2CO3) gemischt, bevor er in einem Ofen erhitzt wird., Die der Mischung zugesetzte Soda dient ausschließlich dazu, den Schmelzpunkt des Sandes zu reduzieren, um Energie im Herstellungsprozess zu sparen. Dies hat jedoch auch einen unerwünschten Nachteil—es entsteht eine Art Glas, das sich in Wasser auflösen würde. Um dies zu kontrollieren, wird der Mischung Kalkstein zugesetzt. Das aus diesem Verfahren gewonnene Endprodukt wird technisch als Soda-Kalk-Silica-Glas bezeichnet. Dieses Soda-Kalk-Silica-Glas ist das Allzweckglas, das wir häufig um uns herum sehen.,
Getöntes Glas
Um verschiedene Glastypen herzustellen, verwenden kommerzielle Glashersteller häufig leicht unterschiedliche Glasherstellungsverfahren. Diese Änderung kommt oft in Form der Zugabe anderer Chemikalien. Chemikalien werden hinzugefügt, um das Aussehen oder die Eigenschaften des fertigen Glases zu verändern. Beispielsweise werden der geschmolzenen Sandmischung Chemikalien auf Chrom – oder Eisenbasis zugesetzt, um grün getöntes Glas herzustellen, während das Mischen von Kobaltsalz blaues Glas erzeugt. Um ofenfestes Glas herzustellen, wird der geschmolzenen Mischung Boroxid zugesetzt., Bleioxid wird hinzugefügt, um ein feines Kristallglas herzustellen, das bei Bedarf leichter geschnitten werden kann.
Gehärtetes Glas
Einige hochspezialisierte und super starke Varianten von Glas, wie kugelsicheres oder gehärtetes Glas, werden durch einen anderen Herstellungsprozess hergestellt. Sandwiching mehrere Schichten aus Glas und Kunststoff wird getan, um kugelsicheres Glas zu machen. Gehärtetes oder gehärtetes Glas, das in Autoscheiben und Automobilen verwendet wird, wird normalerweise durch Abkühlen von geschmolzenem Glas sehr schnell hergestellt, um es viel schwieriger zu machen.,
Kugelsicheres Glas-demonstration in New York. (Bildnachweis: LHcheM / Wikimedia Commons)
Es gibt unzählige Orte, an denen Sie Glas finden—von Glühbirnen in Thermometern und den Glasfaserrümpfen von Booten bis hin zu dem Sandpapier (auch Glaspapier genannt), das wir zum Dekorieren verwenden, und den Dehnungsmessstreifen, die uns warnen, wenn Gebäude brechen. Glas ist klar, sauber, billig, unreaktiv, stark und endlos nützlich. Was willst du mehr?, Glas ist eines dieser magischen Materialien, die wir absolut für selbstverständlich halten, aber es dient unerbittlich dem Zweck, für den es bestimmt ist, vorausgesetzt, Sie verwenden es mit Sorgfalt!