Glas ist ein amorphes (nichtkristallenes) festes Material. Brille ist normalerweise spröde und optisch durchsichtig.

Der vertrauteste Typ des Glases, das seit Jahrhunderten in Fenstern und dem Trinken von Behältern verwendet ist, ist Glas der Soda-Limone, das aus ungefähr 75 % Kieselerde (SiO) plus NaO, CaO und mehrere geringe Zusätze zusammengesetzt ist. Häufig wird der Begriff Glas in einem eingeschränkten Sinn gebraucht, sich auf diesen spezifischen Gebrauch zu beziehen.

In der Wissenschaft, jedoch, wird der Begriff Glas gewöhnlich in einem viel breiteren Sinn einschließlich jedes Festkörpers definiert, der einen nichtkristallenen (d. h., amorph) Struktur besitzt und das einen Glasübergang, wenn geheizt, zum flüssigen Staat ausstellt. In diesem breiteren Sinn kann Brille aus ziemlich verschiedenen Klassen von Materialien gemacht werden: Metallische Legierung, ionisch, schmilzt wässrige Lösungen, molekulare Flüssigkeiten und Polymer. Für viele Anwendungen (Flaschen, eyewear) Polymer-Brille (Plexiglas, Polykarbonat,

Polyäthylen terephthalate) sind eine leichtere Alternative zu traditionellen Kieselgläsern.

Silikat-Glas

Kieselerde (chemischer zusammengesetzter SiO) ist ein allgemeiner grundsätzlicher Bestandteil des Glases. In der Natur, vitrification Quarzes kommt vor, als Blitzschlag-Sand, Höhle bildend, sich verzweigende Wurzelmäßigstrukturen fulgurite genannt haben.

Geschichte

Die Geschichte, Glas zu schaffen, kann zurück zu 3500 BCE in Mesopotamia verfolgt werden.

Der Begriff Glas hat sich im späten römischen Reich entwickelt. Es war im römischen glassmaking Zentrum an Trier jetzt im modernen Deutschland, das der spät-lateinische Begriff glesum wahrscheinlich von einem germanischen Wort für eine durchsichtige, glänzende Substanz hervorgebracht hat.

Glaszutaten

Während verschmolzener Quarz (in erster Linie zusammengesetzt aus SiO) für einige spezielle Anwendungen verwendet wird, ist es wegen seiner hohen Glasübergangstemperatur von mehr als 1200 °C (2192 °F) nicht sehr üblich. Normalerweise werden andere Substanzen hinzugefügt, um Verarbeitung zu vereinfachen. Man ist Natriumkarbonat (NaCO), der die Glasübergangstemperatur senkt. Jedoch macht die Soda das Glaswasser auflösbar, der gewöhnlich unerwünscht ist, so wird Limone (Kalzium-Oxyd [CaO], der allgemein bei Kalkstein erhalten ist), etwas Magnesium-Oxyd (MgO) und Aluminiumoxyd (AlO), hinzugefügt, um für eine bessere chemische Beständigkeit zu sorgen. Das resultierende Glas enthält Kieselerde von ungefähr 70 bis 74 % durch das Gewicht und wird ein Glas der Soda-Limone genannt. Brille der Soda-Limone ist für ungefähr 90 % des verfertigten Glases verantwortlich.

Allgemeinstes Glas ließ andere Zutaten hinzufügen, um seine Eigenschaften zu ändern. Führen Sie Glas, oder Zündstein-Glas ist 'hervorragender', weil der vergrößerte Brechungsindex merklich mehr spiegelndes Nachdenken verursacht und optische Streuung vergrößert hat. Das Hinzufügen von Barium vergrößert auch den Brechungsindex. Thorium-Oxyd gibt Glas einen hohen Brechungsindex und niedrige Streuung und wurde früher im Produzieren von Qualitätslinsen verwendet, aber wegen seiner Radioaktivität ist durch Lanthan-Oxyd in der modernen Augenbrille ersetzt worden. Eisen kann ins Glas vereinigt werden, um Infrarotenergie, zum Beispiel in der Hitze fesselnde Filter für Kinoprojektoren zu absorbieren, während Cerium (IV) Oxyd für das Glas verwendet werden kann, das UV Wellenlängen absorbiert.

1. Verschmolzenes Kieselglas, Glaskieselglas: = Kieselerde (SiO2) 99 % + Wasser 1 %. Hat sehr niedrige Thermalvergrößerung, ist sehr hart und widersteht hohen (1000-1500ºC) Temperaturen. Es ist auch gegen die Verwitterung (alkalische Ionen am widerstandsfähigsten, die aus dem Glas durchfiltern, während sie es beschmutzen). Es wird für hohe Temperaturanwendungen wie Brennofen-Tuben verwendet, Schmelztiegel usw. schmelzend.
2. Limone-Kieselglas der Soda, Fensterglas: Kieselerde 72 % + Natriumsoxyd (Na2O) 14.2 % + Magnesia (MgO) 2.5 % + Limone (CaO) 10.0 % + Tonerde (Al2O3) 0.6 %., Ist leicht gebildet durchsichtig und für das Fensterglas am passendsten. Es hat eine hohe Thermalvergrößerung und kann gut (500-600ºC) Hitze nicht ertragen. Verwendet für Fenster, Behälter, Glühbirnen, Tafelgeschirr.
3. Natriumsborosilikatglas, Hartglas: = Kieselerde 81 % + Borsäure (B2O3) 12 % + Soda (Na2O) 4.5 % + Tonerde (Al2O3) 2.0 %. Standplätze heizen Vergrößerung dreimal besser als Fensterglas. Verwendet für das chemische Glas, Glas, Autohauptlampen usw. kochend, hat Borosilikatbrille (z.B Hartglas) als Hauptbestandteil-Kieselerde und Bor-Oxyd. Sie haben ziemlich niedrige Koeffizienten der Thermalvergrößerung (7740 Hartglas, das CTE 3.25 / ° C verglichen mit ungefähr 9 / ° C für ein typisches Glas der Soda-Limone ist), sie dimensionaler stabil machend. Tiefer macht CTE sie auch weniger Thema Betonung verursacht durch die Thermalvergrößerung, die so für das Knacken vom Temperaturschock weniger verwundbar ist. Sie werden für Reagens-Flaschen, optische Bestandteile und Haushaltskochgeschirr allgemein verwendet.
4. Leitungsoxydglas, Kristallglas: = Kieselerde 59 % + Soda (Na2O) führen 2.0 % + Oxyd (PbO) 25 % + Kalium-Oxyd (K2O) 12 % + Tonerde 0.4 % + Zinkoxyd (ZnO) 1.5 %. Hat einen hohen Brechungsindex, den Blick des Glases hervorragender (Kristallglas) machend. Es hat auch eine hohe Elastizität, Glas lassend, 'klingeln'. Es ist auch in der Fabrik bearbeitungsfähiger, aber kann Heizung sehr gut nicht ertragen.
5. Alumino-Silikat-Glas: = Kieselerde 57 % + Tonerde 16 % + Borsäure (B2O3) 4.0 % + Barium-Oxyd (BaO) 6.0 % + Magnesia 7.0 % + Limone 10 %. Umfassend verwendet für fibreglass, der verwendet ist, um glasverstärkten Plastik (Boote, Angelruten, usw.) zu machen. Auch für das Halogen-Zwiebel-Glas.
6. Oxydglas: = Tonerde 90 % + Germanium-Oxyd (GeO2) 10 %. Äußerst klares Glas, das für die mit der Fasersehwelle verwendet ist, führt in Nachrichtennetzen. Licht verliert nur 5 % seiner Intensität durch 1km der Glasfaser.

Eine andere allgemeine Glaszutat ist "cullet" (wiederverwandtes Glas). Das wiederverwandte Glas spart auf Rohstoffen und Energie; jedoch können Unreinheiten im cullet zu Produkt und Ausrüstungsmisserfolg führen.

Agenten wie Natriumssulfat bestrafend, kann Natriumchlorid oder Antimon-Oxyd hinzugefügt werden, um die Anzahl von Luftbürsten in der Glasmischung zu vermindern. Glasgruppe-Berechnung ist die Methode, durch die die richtige Rohstoffmischung beschlossen wird, die gewünschte Glaszusammensetzung zu erreichen.

Zeitgenössische Glasproduktion

Im Anschluss an die Glasgruppe-Vorbereitung und das Mischen werden die Rohstoffe zum Brennofen transportiert. Das Glas der Soda-Limone für die Massenproduktion wird in angezündeten Einheiten von Benzin geschmolzen. Kleinere Skala-Brennöfen für die Spezialisierungsbrille schließen elektrischen melters, Topf-Brennöfen und Tageszisternen ein.

Nach dem Schmelzen, homogenization und der Raffinierung (Eliminierung von Luftblasen), ist das Glas. Das flache Glas für Fenster und ähnliche Anwendungen wird durch den Glasprozess der Hin- und Herbewegung gebildet, der zwischen 1953 und 1957 von Herrn Alastair Pilkington und Kenneth Bickerstaff von Vereinigten Königreichs Pilkington Brothers entwickelt ist, der ein dauerndes Zierband des Glases mit einem geschmolzenen Zinnbad auf der die geschmolzenen unter dem Einfluss des Ernstes freien Glasflüsse geschaffen hat. Die Spitzenoberfläche des Glases wird dem Stickstoff unter dem Druck unterworfen, um einen polierten Schluss zu erhalten.

Das Behälterglas für allgemeine Flaschen und Gläser wird durch den Schlag und drückende Methoden gebildet. Weitere sich formende Glastechniken werden im Tisch zusammengefasst.

Sobald die gewünschte Form erhalten wird, wird Glas gewöhnlich für die Eliminierung von Betonungen ausgeglüht.

Oberflächenbehandlungen, Überzüge oder Lamellierung können folgen, um die chemische Beständigkeit (Glasbehälterüberzüge, innere Glasbehälterbehandlung), Kraft (gehärtetes Glas, kugelsicheres Glas, Windschutzscheiben), oder optische Eigenschaften (isolierte Verglasung, nicht reflektierende Deckschicht) zu verbessern.

Architektur

Der Gebrauch des Glases in Gebäuden ist eine durchsichtige Eigenschaft, um Licht zu erlauben, in Zimmer und Stöcke, beiliegende Leuchträume und das Gestalten einer Außenansicht durch ein Fenster einzutreten. Es ist auch ein Material für innere Teilungen und Außenverkleidung.

Glassmaking im Laboratorium

Neue chemische Glaszusammensetzungen oder neue Behandlungstechniken können in kleinen Laborexperimenten am Anfang untersucht werden. Die Rohstoffe für das Laborskala-Glas schmelzen sind häufig von denjenigen verschieden, die in der Massenproduktion verwendet sind, weil der Kostenfaktor einen niedrigen Vorrang hat. In den größtenteils reinen Laborchemikalien werden verwendet. Sorge muss genommen werden, dass die Rohstoffe mit der Feuchtigkeit oder den anderen Chemikalien in der Umgebung (wie Alkali oder alkalische Erdmetalloxyde und Hydroxyd oder Bor-Oxyd) nicht reagiert haben, oder dass die Unreinheiten (Verlust auf dem Zünden) gemessen werden. Eindampfungsverluste während des Glasschmelzens sollten während der Auswahl an den Rohstoffen z.B betrachtet werden, Natrium selenite kann leicht bevorzugt werden, SeO verdampfend. Außerdem mehr sogleich können reagierende Rohstoffe über relativ träge wie Al (OH) über AlO bevorzugt werden. Gewöhnlich, das Schmelzen werden in Platin-Schmelztiegeln ausgeführt, um Verunreinigung vom Schmelztiegel-Material zu reduzieren. Glasgleichartigkeit wird durch das Homogenisieren von der Rohstoffmischung (Glasgruppe) erreicht, durch das Rühren des Schmelzens, und durch den vernichtenden und das Wiederschmelzen des ersten schmelzen. Das erhaltene Glas wird gewöhnlich ausgeglüht, um Brechung während der Verarbeitung zu verhindern.

Um Glas von Materialien mit schlechten sich formenden Glastendenzen zu machen, werden neuartige Techniken verwendet, um kühl werdende Rate zu vergrößern, oder Kristall nucleation Abzüge zu reduzieren. Beispiele dieser Techniken schließen aerodynamische Levitation ein (das Schmelzen abkühlend, während es auf einem Gasstrom schwimmt), splat (das Drücken des Schmelzens zwischen zwei Metallambossen) und das Rolle-Löschen löschend (das Schmelzen durch Rollen gießend).

Siehe auch: Optisches Linse-Design, Herstellung und Prüfung von optischen Bestandteilen

Andere Brille

Netzbrille

Eine Brille, die Kieselerde als ein Hauptbestandteil nicht einschließt, kann physikochemische Eigenschaften haben, die für ihre Anwendung in der Faser-Optik und andere technische Spezialanwendungen nützlich sind. Diese schließen Fluorid-Brille, aluminosilicates, Phosphatbrille, borate Brille und chalcogenide Brille ein.

Es gibt drei Klassen von Bestandteilen für die Oxydbrille: Netz formers, Zwischenglieder und Modifikatoren. Das Netz formers (Silikon, Bor, Germanium) bildet ein hoch quer-verbundenes Netz von chemischen Obligationen. Die Zwischenglieder (Titan, Aluminium, Zirkonium, Beryllium, Magnesium, Zink) können sowohl als das Netz formers als auch als die Modifikatoren gemäß der Glaszusammensetzung handeln. Die Modifikatoren (Kalzium, Leitung, Lithium, Natrium, Kalium) verändern die Netzstruktur; sie sind gewöhnlich als Ionen anwesend, die durch nahe gelegene Nichtüberbrücken-Sauerstoff-Atome ersetzt sind, die durch ein covalent Band zum Glasnetz und Halten eine negative Anklage gebunden sind, das positive Ion in der Nähe zu ersetzen. Einige Elemente können vielfache Rollen spielen; z.B kann Leitung beide als ein Netz ehemalig (Pb handeln, der Si ersetzt), oder als ein Modifikator.

Die Anwesenheit, oxygens zu nichtüberbrücken, senkt die Verhältniszahl von starken Obligationen im Material und stört das Netz, die Viskosität des Schmelzens vermindernd und die schmelzende Temperatur senkend.

Die alkalischen Metallionen sind klein und beweglich; ihre Anwesenheit im Glas erlaubt einen Grad des elektrischen Leitvermögens besonders im geschmolzenen Staat oder bei der hohen Temperatur. Ihre Beweglichkeit vermindert jedoch den chemischen Widerstand des Glases, das Durchfiltern durch Wasser und die Erleichterung der Korrosion erlaubend. Alkalische Erdionen, mit ihren zwei positiven Anklagen und Voraussetzung für zwei Nichtüberbrücken-Sauerstoff-Ionen, um ihre Anklage zu ersetzen, sind selbst viel weniger beweglich und hindern auch Verbreitung anderer Ionen, besonders die Alkalien. Die allgemeinste kommerzielle Brille enthält sowohl Alkali als auch alkalische Erdionen (gewöhnlich Natrium und Kalzium), für die leichtere Verarbeitung und Zufriedenheit des Korrosionswiderstands. Der Korrosionswiderstand des Glases kann durch dealkalization, Eliminierung der alkalischen Ionen von der Glasoberfläche durch die Reaktion mit z.B dem Schwefel oder den Fluor-Zusammensetzungen erreicht werden. Die Anwesenheit alkalischer Metallionen hat auch schädliche Wirkung zur Verlust-Tangente des Glases, und zu seinem elektrischen Widerstand; die Brille für die Elektronik (das Siegeln, die Vakuumtuben, Lampen...) muss das in der Rechnung nehmen.

Hinzufügung der Leitung (II) senkt Oxyd Schmelzpunkt, senkt Viskosität des Schmelzens, und vergrößert Brechungsindex. Führen Sie Oxyd erleichtert auch Löslichkeit anderer Metalloxyde und wird deshalb in der farbigen Brille verwendet. Die Viskositätsabnahme des Leitungsglases schmilzt ist (ungefähr 100mal im Vergleich mit der Soda-Brille) sehr bedeutend; das erlaubt leichtere Eliminierung von Luftblasen und bei niedrigeren Temperaturen, folglich sein häufiger Gebrauch als ein Zusatz im Glasemail und den Glasloten arbeitend. Der hohe ionische Radius des Ions von Pb macht es hoch unbeweglich in der Matrix und hindert die Bewegung anderer Ionen; Leitungsbrille hat deshalb hohen elektrischen Widerstand, ungefähr zwei Größenordnungen höher als Glas der Soda-Limone (10 gegen 10 Ohm · Cm, Gleichstrom an 250 °C). Für mehr Details, sieh Leitungsglas.

Die Hinzufügung des Fluors senkt die dielektrische Konstante des Glases. Fluor ist hoch electronegative und zieht die Elektronen im Gitter an, die Polarisierbarkeit des Materials senkend. Solches Silikondioxyd-Fluorid wird in der Fertigung von einheitlichen Stromkreisen als ein Isolator verwendet. Hohe Niveaus des Fluor-Dopings führen zu Bildung von flüchtigem SiFO, und solches Glas ist dann thermisch nicht stabil. Stabile Schichten wurden mit der dielektrischen Konstante unten zu ungefähr 3.5-3.7 erreicht.

Amorphe Metalle

In der Vergangenheit sind kleine Gruppen von amorphen Metallen mit hohen Fläche-Konfigurationen (Zierbänder, Leitungen, Filme, usw.) durch die Durchführung von äußerst schnellen Raten des Abkühlens erzeugt worden. Das wurde "splat das Abkühlen" vom Doktorstudenten W. Klement an Caltech am Anfang genannt, der gezeigt hat, dass das Abkühlen von Raten auf der Ordnung von Millionen von Graden pro Sekunde genügend ist, um die Bildung von Kristallen zu behindern, und die metallischen Atome "geschlossen in" einen glasigen Staat werden. Amorphe Metallleitungen sind durch das Spritzen geschmolzenen Metalls auf eine spinnende Metallplatte erzeugt worden. Mehr kürzlich mehrere Legierung ist in Schichten mit der Dicke außerordentlicher 1 Millimeter erzeugt worden. Diese sind als Hauptteil metallische Brille (BMG) bekannt. Liquidmetal Technologies verkauft mehrere Zirkonium-basierte BMGs. Gruppen von amorphem Stahl sind auch erzeugt worden, die mechanische Eigenschaften demonstrieren, die weit diejenigen überschreiten, die in der herkömmlichen Stahllegierung gefunden sind.

2004 haben NIST Forscher Beweis geliefert, dass eine isotropische nichtkristallene metallische Phase (synchronisiertes "Q-Glas") vom Schmelzen angebaut werden konnte. Diese Phase ist die erste Phase, oder "primäre Phase,", sich im Al-Fe-Si System während des schnellen Abkühlens zu formen. Interessanterweise zeigen experimentelle Beweise an, dass sich diese Phase durch einen Übergang der ersten Ordnung formt. Images der Übertragungselektronmikroskopie (TEM) zeigen, dass das Q-Glas nucleates vom Schmelzen als getrennte Partikeln, die kugelförmig mit einer gleichförmigen Wachstumsrate in allen Richtungen wachsen. Das Beugungsmuster zeigt es, um eine isotropische glasige Phase zu sein. Und doch gibt es eine nucleation Barriere, die eine Zwischengesichtsdiskontinuität (oder innere Oberfläche) zwischen dem Glas und dem Schmelzen einbezieht.

Elektrolyte

Elektrolyte oder geschmolzene Salze sind Mischungen von verschiedenen Ionen. In einer Mischung von drei oder mehr ionischen Arten der unterschiedlichen Größe und Gestalt kann Kristallisierung so schwierig sein, dass die Flüssigkeit in ein Glas leicht unterkühlt werden kann.

Das beste studierte Beispiel ist CaK (NEIN).

Wässrige Lösungen

Einige wässrige Lösungen können in einen glasigen Staat unterkühlt werden, zum Beispiel erstrecken sich LiCl:RHO in der Zusammensetzung 4 2006 italienische Wissenschaftler haben eine amorphe Phase des Kohlendioxyds mit dem äußersten Druck geschaffen. Die Substanz wurde amorphen carbonia (a-CO) genannt und stellt einen Atombau aus, der dieser der Kieselerde ähnelt.

Polymer

Gallertartige Brille

Konzentrierte gallertartige Suspendierungen können einen verschiedenen Glasübergang als Funktion der Partikel-Konzentration oder Dichte ausstellen.

Glaskeramik

Glaskeramische Materialien teilen viele Eigenschaften sowohl mit der nichtkristallenen kristallenen als auch mit Glaskeramik. Sie werden als ein Glas gebildet, und dann teilweise durch die Wärmebehandlung kristallisiert. Zum Beispiel enthält die Mikrostruktur der whiteware Keramik oft sowohl amorphe als auch kristallene Phasen. Kristallene Körner werden häufig innerhalb einer nichtkristallenen zwischengranulierten Phase von Korn-Grenzen eingebettet. Wenn angewandt, auf die whiteware Keramik, gläsern bedeutet, dass das Material eine äußerst niedrige Durchdringbarkeit zu Flüssigkeiten, häufig aber nicht immer Wasser, wenn bestimmt, durch ein angegebenes Testregime hat.

Der Begriff bezieht sich hauptsächlich auf eine Mischung von Lithium und aluminosilicates, der eine Reihe von Materialien mit interessanten thermomechanical Eigenschaften nachgibt. Die am meisten gewerblich wichtigen von diesen haben die Unterscheidung, für den Temperaturschock undurchdringlich zu sein. So, Glaskeramik sind äußerst nützlich für das Gegenspitzenkochen geworden. Der negative Thermalausdehnungskoeffizient (CTE) der kristallenen keramischen Phase kann mit dem positiven CTE der glasigen Phase erwogen werden. An einem bestimmten Punkt (~70 % kristallen) hat das glaskeramische einen Netto-CTE in der Nähe von der Null. Dieser Typ von glaskeramischen Ausstellungsstücken ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und können wiederholte und schnelle Temperatur stützen, ändert bis zu 1000 °C.

Struktur

Als in anderen amorphen Festkörpern hat der Atombau eines Glases an jeder langen Reihe Übersetzungsperiodizität Mangel. Jedoch, wegen der chemischen Abbinden-Eigenschaft-Brille besitzen wirklich einen hohen Grad der Ordnung für kurze Strecken in Bezug auf lokale Atompolyeder.

Glas gegen unterkühlte Flüssigkeit

In der Physik ist die Standarddefinition eines Glases (oder Glasfestkörper) ein durch den schnellen gebildeter Festkörper schmelzen das Löschen. Jedoch wird der Begriff Glas häufig gebraucht, um jeden amorphen Festkörper zu beschreiben, der eine Glasübergangstemperatur T ausstellt. Wenn das Abkühlen (hinsichtlich der charakteristischen Kristallisierungszeit) dann genug schnell ist, wird Kristallisierung verhindert, und stattdessen wird die unordentliche Atomkonfiguration von unterkühlter Flüssigkeit in den festen Zustand an T eingefroren. Allgemein besteht die Struktur eines Glases in einem Metastable-Staat in Bezug auf seine kristallene Form, obwohl in bestimmten Fällen zum Beispiel in atactic Polymern, es gibt keine kristallene Entsprechung der amorphen Phase.

Einige Menschen denken, dass Glas eine Flüssigkeit wegen seines Mangels an einem Phase-Übergang der ersten Ordnung ist

wo bestimmte thermodynamische Variablen wie Volumen, Wärmegewicht und enthalpy durch die Glasübergang-Reihe diskontinuierlich sind. Jedoch kann der Glasübergang als analog einem Phase-Übergang der zweiten Ordnung beschrieben werden, wo die intensiven thermodynamischen Variablen wie der thermische expansivity und die Hitzekapazität diskontinuierlich sind. Trotzdem hält die Gleichgewicht-Theorie von Phasenumwandlungen für das Glas nicht völlig, und folglich kann der Glasübergang nicht als eine der klassischen Gleichgewicht-Phasenumwandlungen in Festkörpern klassifiziert werden.

Glas ist ein amorpher Festkörper. Es stellt einen Atombau in der Nähe davon aus, das in der unterkühlten flüssigen Phase beobachtet ist, aber zeigt alle mechanischen Eigenschaften eines Festkörpers. Der Begriff, dass Glas in ein merkliches Ausmaß im Laufe verlängerter Zeitspannen fließt, wird durch die empirische Forschung oder theoretische Analyse nicht unterstützt (sieh Viskosität von amorphen Materialien).

Obwohl der Atombau von Glasaktieneigenschaften der Struktur in einer unterkühlten Flüssigkeit, Glas dazu neigt, sich als ein Festkörper unter seiner Glasübergangstemperatur zu benehmen. Eine unterkühlte Flüssigkeit benimmt sich als eine Flüssigkeit, aber es ist unter dem Gefrierpunkt des Materials, und wird in einigen Fällen fast sofort kristallisieren, wenn ein Kristall als ein Kern hinzugefügt wird. Die Änderung in der Hitzekapazität bei einem Glasübergang und einem schmelzenden Übergang von vergleichbaren Materialien ist normalerweise derselben Größenordnung, anzeigend, dass die Änderung in aktiven Graden der Freiheit ebenso vergleichbar ist. Sowohl in einem Glas als auch in einem Kristall sind es größtenteils nur die Schwinggrade der Freiheit, die aktiv bleiben, wohingegen Rotations- und Übersetzungsbewegung angehalten wird. Das hilft zu erklären, warum sowohl kristallene als auch nichtkristallene Festkörper Starrheit auf den meisten experimentellen zeitlichen Rahmen ausstellen.

Verhalten des antiken Glases

Die Beobachtung, dass, wie man manchmal findet, alte Fenster am Boden dicker sind als wird häufig oben, als das Unterstützen von Beweisen für die Ansicht angeboten, dass Glas über eine Zeitskala von Jahrhunderten fließt. Die Annahme, die ist, dass das Glas einmal Uniform war, aber in seine neue Gestalt geflossen ist, die ein Eigentum von Flüssigkeit ist. Jedoch ist diese Annahme falsch; einmal konsolidiert fließt Glas nicht mehr. Der Grund für die Beobachtung besteht darin, dass in der Vergangenheit, als Fensterscheiben des Glases von Glasbläsern allgemein gemacht wurden, die verwendete Technik geschmolzenes Glas spinnen sollte, um einen runden, größtenteils flaches und sogar Teller (der Krone-Glasprozess zu schaffen, der oben beschrieben ist). Dieser Teller wurde dann geschnitten, um ein Fenster zu passen. Die Stücke waren jedoch nicht, absolut flach; die Ränder der Platte sind dünner geworden, weil das Glas gesponnen hat. Wenn installiert, in einem Fensterrahmen würde das Glas dickere Seite unten sowohl wegen der Stabilität gelegt als auch Wasser zu verhindern, das in der Leitung cames an der Unterseite vom Fenster anwächst. Gelegentlich ist solches Glas dünnere Seite unten oder dicker auf beiden Seiten des Randes des Fensters, des Ergebnisses der Achtlosigkeit während der Installation gefunden worden.

Die Massenproduktion von Glasfensterscheiben am Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts hat eine ähnliche Wirkung verursacht. In Glashütten wurde geschmolzenes Glas auf einen großen kühl werdenden Tisch gegossen und erlaubt sich auszubreiten. Das resultierende Glas ist an der Position des Strömens dicker, das am Zentrum der großen Platte gelegen ist. Diese Platten wurden in kleinere Fensterscheiben mit der ungleichförmigen Dicke normalerweise mit der Position des Strömens geschnitten, das auf eine der Fensterscheiben in den Mittelpunkt gestellt ist (bekannt als "Bullaugen") für die dekorative Wirkung. Modernes für Fenster beabsichtigtes Glas wird als Glas der Hin- und Herbewegung erzeugt und ist in der Dicke sehr gleichförmig.

Mehrere andere Punkte können betrachtet werden, die der "Kathedrale" Fluss-Glastheorie widersprechen:

• In der amerikanischen Zeitschrift der Physik schreibend, setzt Physiker Edgar D. Zanotto fest, "dass... die vorausgesagte Entspannungszeit für GeO bei der Raumtemperatur 10 Jahre ist. Folglich würde die Entspannungsperiode (charakteristische Fluss-Zeit) der Kathedrale-Brille noch länger sein." (10 Jahre ist oft länger als das geschätzte Alter des Weltalls.)
• Wenn mittelalterliches Glas wahrnehmbar geflossen ist, dann sollten alte römische und ägyptische Gegenstände proportional mehr geflossen sein — aber das wird nicht beobachtet. Ähnlich sollten vorgeschichtliche obsidian Klingen ihren Rand verloren haben; das wird keiner beobachtet (obwohl obsidian eine verschiedene Viskosität vom Fensterglas haben kann).
• Wenn Glas an einer Rate fließt, die Änderungen erlaubt, mit dem bloßen Auge nach Jahrhunderten gesehen zu werden, dann sollte die Wirkung in antiken Fernrohren bemerkenswert sein. Jede geringe Deformierung in den antiken teleskopischen Linsen würde zu einer dramatischen Abnahme in der optischen Leistung, ein Phänomen führen, das nicht beobachtet wird.
• Es gibt viele Beispiele des jahrhundertealten Glasfaches, das sich nicht gebogen hat, wenn auch es unter viel höherer Betonung von Gravitationslasten ist als vertikales Fensterglas.

Der obengenannte gilt für Materialien nicht, die eine Glasübergangstemperatur in der Nähe von der Raumtemperatur wie bestimmter Plastik haben, der im täglichen Leben wie Polystyrol und Polypropylen verwendet ist. Mit der Zeit können sie viscoelastic Verhalten gut zeigen, und das ist eine ernste Sorge, wenn es diese Materialien im Aufbau anwendet.

Physikalische Eigenschaften

Optische Eigenschaften

Glas ist im weit verbreiteten Gebrauch größtenteils wegen der Produktion von Glaszusammensetzungen, die zu sichtbaren Wellenlängen des Lichtes durchsichtig sind. Im Gegensatz übersenden polykristallene Materialien sichtbares Licht nicht im Allgemeinen.

Der individuelle crystallites kann durchsichtig sein, aber ihre Seiten (Korn-Grenzen) denken nach oder Streuungslicht, das auf weitschweifiges Nachdenken hinausläuft. Glas enthält die inneren Unterteilungen nicht, die mit Korn-Grenzen in Polykristallen vereinigt sind, und streut folglich Licht auf dieselbe Weise wie ein polykristallenes Material nicht. Die Oberfläche eines Glases ist häufig seitdem während der Glasbildung glatt, die die Moleküle von unterkühlter Flüssigkeit nicht gezwungen werden, in der starren Kristallgeometrie anzuordnen, und Oberflächenspannung folgen können, die eine mikroskopisch glatte Oberfläche auferlegt. Diese Eigenschaften, die Glas seine Klarheit geben, können behalten werden, selbst wenn Glas teilweise leichtes Aufsaugen d. h. gefärbt ist.

Glas ist in der Lage, Licht im Anschluss an die geometrische Optik zu brechen, zu widerspiegeln, und zu übersenden, ohne es zu streuen. Es wird in der Fertigung von Linsen und Fenstern verwendet. Allgemeines Glas hat einen Brechungsindex ungefähr 1.5. Gemäß Gleichungen von Fresnel ist das Reflexionsvermögen einer Platte des Glases ungefähr 4 % pro Oberfläche (am normalen Vorkommen in Luft), und der transmissivity eines Elements (zwei Oberflächen) ist ungefähr 92 %. Glas findet auch Anwendung in optoelectronics z.B für Licht übersendende optische Fasern.

Farbe

Die Farbe im Glas kann durch die Hinzufügung von elektrisch beladenen Ionen erhalten werden (oder Farbenzentren), die, und durch den Niederschlag fein verstreuter Partikeln (solcher als in der photochromic Brille) homogen verteilt werden.

Gewöhnliches Glas der Soda-Limone scheint farblos zum nackten Auge, wenn es dünn ist, obwohl Eisen (II) Oxyd (FeO) Unreinheiten von bis zu 0.1 wt % erzeugen eine grüne Tönung, die in dicken Stücken oder mithilfe von wissenschaftlichen Instrumenten angesehen werden kann. Weitere Hinzufügungen von FeO und CrO können für die Produktion von grünen Flaschen verwendet werden. Schwefel, zusammen mit Kohlenstoff- und Eisensalzen, wird verwendet, um Eisenpolysulfide zu bilden und Bernsteinglas im Intervall von gelblich zu fast schwarzem zu erzeugen. Ein Glas schmilzt kann auch eine Bernsteinfarbe von einer abnehmenden Verbrennen-Atmosphäre erwerben. Mangan-Dioxyd kann in kleinen Beträgen hinzugefügt werden, um die grüne Tönung zu entfernen, die durch Eisen (II) Oxyd gegeben ist. Wenn verwendet, im Kunstglas oder Studio-Glas wird Glas mit nah geschützten Rezepten gefärbt, die spezifische Kombinationen von Metalloxyden einschließen, Temperaturen schmelzend, und Zeiten 'kochen'. Am meisten farbiges auf dem Kunstmarkt verwendetes Glas wird im Volumen von Verkäufern verfertigt, die diesem Markt dienen, obwohl es einige Glasschöpfer mit der Fähigkeit gibt, ihre eigene Farbe von Rohstoffen zu machen.

Glaskunst

Aus dem 19. Jahrhundert haben verschiedene Typen des Fantasieglases angefangen, bedeutende Zweige der dekorativen Künste zu werden. Miniaturglas wurde zum ersten Mal seit den Römern wiederbelebt, die am Anfang größtenteils für Stücke in einem neoklassizistischen Stil verwendet sind. Die Jugendstil-Bewegung im besonderen gemachten großen Gebrauch des Glases, mit René Lalique, Émile Gallé und Daum von Nancy wichtige Namen in der ersten französischen Welle der Bewegung, erzeugend hat Vasen und ähnliche Stücke, häufig im Miniaturglas, und auch mit Glanz-Techniken gefärbt. Louis Comfort Tiffany in Amerika hat sich auf das weltliche Farbglas, größtenteils Pflanzenthemen, sowohl in Tafeln als auch in seinen berühmten Lampen spezialisiert. Aus dem 20. Jahrhundert haben einige Glaskünstler begonnen, sich als tatsächlich Bildhauer zu klassifizieren, die im Glas, und als ein Teil der schönen Künste arbeiten.

Mehrere der allgemeinsten Techniken, um Glaskunst zu erzeugen, schließen ein: Schlag, Brennofen-Gussteil, das Schmelzen, Plumpsen, pate-de-verre, Flamme-Arbeiten, heiß bildhauernder und Kaltverformung. Kalte Arbeit schließt traditionelle Farbglas-Arbeit sowie andere Methoden ein, Glas bei der Raumtemperatur zu gestalten. Glas kann auch mit einem Diamanten geschnitten werden, hat oder Kupferräder gesehen, die mit Poliermitteln eingebettet sind und ist glänzend geworden, um glänzende Seiten zu geben; die Technik im Schaffen von Kristall von Waterford verwendet. Kunst wird manchmal ins Glas über den Gebrauch von Säure, kaustischen oder abschleifenden Substanzen geätzt. Traditionell wurde das getan, nachdem das Glas geblasen oder geworfen wurde. In den 1920er Jahren ätzt eine neue Form - Prozess wurde erfunden, in dem Kunst direkt in die Form geätzt wurde, so dass jedes Wurf-Stück aus der Form mit dem Image bereits auf der Oberfläche des Glases erschienen ist. Dieser haben reduzierte Produktionskosten und, verbunden mit einem breiteren Gebrauch des farbigen Glases, zu preiswertem Glas in den 1930er Jahren geführt, das später bekannt als Depressionsglas geworden ist. Da die Typen von in diesem Prozess verwendeten Säuren äußerst gefährlich sind, abschleifende Methoden Beliebtheit gewonnen haben.

Eine andere Technik ist devitrification.

Aus dem Glas gemachte Gegenstände schließen nicht nur traditionelle Gegenstände wie Behälter (Schüsseln, Vasen, Flaschen und andere Behälter), Papierbeschwerer, Marmore, Perlen, aber eine endlose Reihe der Skulptur und Installationskunst ebenso ein. Farbiges Glas wird häufig verwendet, obwohl manchmal das Glas gemalt wird, bestehen unzählige Beispiele des Gebrauches des Farbglases.

Museen

Abgesondert von historischen Sammlungen in allgemeinen Museen können moderne Kunstwerke im Glas in einer Vielfalt von Museen, einschließlich des Chrysler Museums, des Museums des Glases in Tacoma, des Metropolitanmuseums der Kunst, des Museums von Toledo der Kunst und Pökeln-Museums des Glases, im Pökeln, New York gesehen werden, das die größte Sammlung in der Welt der Glaskunst und Geschichte mit mehr als 45,000 Gegenständen in seiner Sammlung aufnimmt.

Das Museum von Harvard der Naturgeschichte hat eine Sammlung äußerst ausführlicher Modelle von aus dem gemalten Glas gemachten Blumen. Das war lampworked durch Leopold Blaschka und seinen Sohn Rudolph, der nie die Methode offenbart hat, hat er gepflegt, sie zu machen. Die Glasblumen von Blaschka sind noch eine Inspiration Glasbläsern heute.

Siehe auch

• Glasfaser
• Superglas
• Tektite
• Vulkanisches Glas
• Verglaster Sand
• Die Fälle von Prinzen Rupert
• Kimberley spitzt an
• Glas, das wiederverwendet
• Studio-Glas
• Kunstglas
• Glaskunst
• Caneworking
• Murrine

Weiterführende Literatur

• Noel C. Stokes; das Glas und blank werdende Handbuch; Standards Australien; SAA HB125-1998

• (nachgedruckt durch R&D Zeitschrift)
• Stookey, D.Donald. Erforschungen im Glas: Eine Autobiografie. Wiley, 2000. Internationale Standardbuchnummer 978-1-57498-124-7
• Vogel, Werner. Chemie des Glases. Wiley, 1985. Internationale Standardbuchnummer 978-0-916094-73-7

Links

• Glasenzyklopädie - Ein umfassendes Handbuch zu allen Typen des antiken und einlösbaren Glases, mit der Information, den Bildern und den Verweisungen
• Das kanadische Museum der Zivilisation - die Geschichte des Glasbildens in Kanada
• Das Pökeln des Museums des Glases
• "Wie Ihre Glaswaren" von George W. Waltz, Februar 1951, Populäre Wissenschaft Gemacht Werden