Van glas en kristal tot glasvezelnet
Wat is glas?
Glas is een amorf materiaal dat bij snelle afkoeling van anorganisch smeltstof ontstaat. Door de ontbrekende kristalstructuur heeft glas geen exact smeltpunt. Als glas door stijgende temperaturen wordt beïnvloed, wordt het eerst zacht en begint daarna langzaam in een vloeibare toestand over te gaan. Daarom is glas bij hoge temperaturen gemakkelijk te vervormen.
Glas bezit een hoge thermische weerstand, is chemisch goed resistent en heeft een lage elektrische geleidbaarheid. Maar glas is ook erg breekbaar en bros. Een zeer belangrijk kenmerk is de warmteverliescoëfficiënt die het temperatuurverschil per uur van een materiaal weergeeft. Glasplaten met een dikte van 4 mm hebben een warmteverliescoëfficiënt van 5,8 W / m² K.
Productie van glas
Hoofdbestanddeel van glas is siliciumdioxide zoals kwarts of bergkristal, dat voor de hardheid van glas verantwoordelijk is. Ook andere oxiden, zoals borium, arsenicum en fosfor bezitten de mogelijkheid om glas te vormen. Aan de oxiden worden vloeibare materialen (kaliumcarbonaat en natriumcarbonaat) toegevoegd om het voor een deel zeer hoge smeltpunt te doen dalen. De grondstoffen worden gemalen, gemengd en vervolgens samengesmolten. Vanaf een temperatuur van 1500 ° C ontstaat een heldere vloeistof. Het afkoelen van de vloeistof speelt bij de bereiding van glas een cruciale rol voor het verkrijgen van de karakteristieke eigenschappen. Een foutieve afkoeling kan leiden tot kristalvorming die troebelheid veroorzaakt.
Het maken van spiegelglas
Op een glasoppervlak wordt door middel van een sproeiprocedé een spiegelcoating aangebracht. Die coating bestaat uit een mengsel van zilverzout, formaline en suiker. Het zilver gaat een verbinding met het glas aan en slaat daarop neer. Om de spiegel te beschermen tegen mechanische beschadigingen en weersinvloeden worden vervolgens een kopercoating en een deklak op de spiegel aangebracht.
Eigenschappen van glas
Tot de fundamentele eigenschappen van glas behoren:
- Glas is transparant;
- Glas is gemakkelijk te reinigen met water;
- Glas is reukloos en neemt geen vreemde geuren aan;
- Chemische stabiliteit;
- Lage geleiding van elektriciteit;
- Glas is bros;
- Glas wordt zacht bij een temperatuur van 600 ° C;
- Glas heeft een dichtheid van 2,5 g /cm ².
Indeling glassoorten
Voor glas bestaat geen eenduidige karakterisering. Sommige glassoorten worden ingedeeld naar hun chemische samenstelling, anderen naar hun productieproces en wéér anderen naar hun toepassing.
- Naar hun chemische samenstelling bekleden soda-lime glas, loodglas en borosilicaat glas met 95% van de totale glasproductie de voornaamste posities. De resterende 5% zijn glasmaterialen vervaardigd voor speciale toepassingen.
- Naar productiemethode onderscheiden we vlakglas (voor gebouwen), hol glas of verpakkingsglas (flessen, drinkbekers), glasbuizen (laboratoriumgebruik), schuimglas, glaswol, glasvezels, en gekleurd glas.
- Naar zijn toepassingen kan glas worden onderverdeeld in: verpakkingsglas, glas voor bouwtoepassingen, veiligheidsbrillen, beschermend en isolerend glas
, glas voor optisch toepassingen en speciale brillen.
De geschiedenis van glas
Het materiaal glas werd min of meer bij toeval in de vroege oudheid ontdekt bij de vervaardiging van aardewerk. De oudste vondsten dateren uit de 7e eeuw voor Christus. Een van de eerste toepassingen van glas was de productie van de vaten. Het zachte glas werd in de vorm van staafjes om een keramische kern gewikkeld. Na uitharding van het glas werd de kern eruit geschraapt.
Voor de bereiding van glas werd kwartsgesteente vermalen en vermengd met een sodahoudende plantensubstantie. Het mengsel werd vervolgens gesmolten op ongeveer 800 ° C. Na afkoeling volgde een tweede verwarming bij hogere temperaturen. Daaruit werden dan ongeveer 10 cm hoge baren geproduceerd met een diameter van ongeveer 14 cm. Men kon het glas door bijmenging van metaaloxiden ook van een kleur voorzien.
In de Romeinse tijd werd glas uit rivierzand en soda (afkomstig uit Egypte) geproduceerd. Glas zoals tegenwoordig gebruikt als vensterglas kwam er pas ten tijde van de Gotiek in de 12e eeuw. Tot aan het begin van de 19e eeuw was glas sterk aan de architectuur gebonden; Pas in de laatste 40 jaar is glas als high-performance materiaal met uitstekende eigenschappen ontdekt. Het gebruik van glasvezels maakte de transmissie van digitale gegevens mogelijk. Overigens is de term glas afgeleid van het Germaanse woord "Glasa", oorspronkelijk gebruikt voor de beschrijving van amber.