Das Material Glas ist ein anorganischer Werkstoff, der erschmolzen wird und nach dem Abkühlen ohne zu kristallisieren erstarrt. Es ist ein meist durchsichtiges, sprödes Material von geringer elektrischer Leitfähigkeit, geringer Wärmeleitfähigkeit und guter Formbarkeit bei hoher Temperatur.
Glas hat ein breites Schmelzintervall, also keinen scharf definierten Schmelzpunkt wie ein Kristall. Glas besteht chemisch aus Siliciumdioxid (SiO2) als Hauptbestandteil, Calciumoxid (CaO), Natriumoxid (Na2O) u. a.; Spezialgläser enthalten daneben Bortrioxid (B2O3), Aluminiumoxid (Al2O3), Bariumoxid (BaO), Kaliumoxid (K2O), Bleioxid (PbO) u. a., zusätzlich noch färbende Komponenten.
Bei gleicher chem. Zusammensetzung unterscheiden sich Kiesel-Glas und Quarz durch die räuml. Anordnung der Grundbausteine. Im SiO2 ist die kleinste Struktureinheit der SiO44–-Tetraeder, bei dem um ein Si4 + -Ion in der Mitte vier O2–-Ionen in den Eckpunkten eines Tetraeders angeordnet sind.
Beim Quarzkristall sind diese Tetraeder regelmäßig in gesetzmäßiger Weise angeordnet. Im Kieselglas dagegen liegt ein unregelmäßiges Netzwerk von über die Ecken verknüpften Tetraedern vor. Aus diesem lockeren Aufbau resultiert die geringere Dichte des Glases.
Die Einführung von Alkalien u. Erdalkalien hat eine wesentliche Änderung der Glas-Struktur zur Folge. Im reinen Kiesel-Glas sind alle O2–-Ionen an zwei Si4 + -Ionen gebunden. Der Einbau von sogenannten Netzwerkwandlern sprengt das Netzwerk auf. Es entstehen benachbarte Si4 + -Ionen, an denen sich jeweils nur ein einfach gebundenes O2–-Ion befindet, so daß hier keine direkte Verknüpfung der Tetraeder mehr vorliegt. Die Netzwerkwandlerionen liegen in den Hohlräumen des Netzwerkes.
Zur Glas-Herstellung werden die fein zerkleinerten u. gut vermischten Rohstoffe (reiner Quarzsand, Soda oder Glaubersalz, Pottasche, Kalkstein, Marmor oder Kreide) in Schmelzwannen oder Glashäfen (Glasschmelzöfen) geschmolzen, wobei die Schmelze durch Zusätze (Arsentrioxid [As2O3], Salpeter u. a.) geläutert und entfärbt wird. Die Glasschmelze wird durch Blasen mit dem Mund, Pressen, Ziehen u. Schleudern von Hand oder maschinell verarbeitet (Glasmacherei).
Sorten: Fenster-Glas besteht aus Siliciumdioxid, Natrium- u. Calciumoxid. Kron-, Kristall- (Blei-) u. Spiegel-Glas enthalten Kalium anstelle von Natrium und sind schwerer schmelzbar. Bleikristall- u. Flint-Glas enthalten Bleioxid anstelle von Calciumoxid und wirken stark lichtbrechend.
Bei teilweisem Ersatz des Alkalioxids durch Bor- u. Aluminiumoxid erhält man chemisch u. thermisch widerstandsfähige Gläser (Jenaer G.), die sich auch für Kochzwecke im Haushalt eignen. Gefärbte Gläser werden durch Zusatz von Metalloxiden, getrübte Gläser durch Zusatz von Calciumphosphat, Kryolith u. Flußspat gewonnen.
Quarz-Glas entsteht durch Schmelzen von reinem Quarz. Die Geschichte Die Kunst der Glasherstellung war schon den alten Ägyptern um 1500 v. Chr. bekannt. Sie ging dann an die Phönizier über und gelangte darauf nach Europa. Im 13. Jh. n. Chr. stand sie in Venedig in hoher Blüte, wurde aber wegen der Feuersgefahr nach der nahen Insel Murano verlegt. Glas wurde lange Zeit ausschließlich zu Schmuckzwecken und für Gefäße verwendet.
Erst gegen Ende des Mittelalters ging man zur Verglasung der Fenster von Wohnhäusern über. Der Schwerpunkt der deutschen Glasindustrie lag früher in Thüringen, Schlesien und Sachsen, doch haben sich nach dem 2. Weltkrieg namhafte Betriebe auch in (West-) Deutschland angesiedelt.
aus: Bertelsmann Discovery