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Glas - Technik.

Publié le 11/06/2013

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Glas - Technik. 1 EINLEITUNG Glas, im allgemeinen Sinn Schmelzprodukte aus Quarzsand (Siliciumdioxid) mit anderen oxidischen Beimengungen. Im wissenschaftlichen Sinn versteht man unter Gläsern Feststoffe, die sich im amorphen (ohne einheitliche Struktur), nichtkristallinen Zustand befinden. Im Prinzip handelt es sich bei Glas um eine eingefrorene, unterkühlte Flüssigkeit oder Schmelze. Ist beispielsweise die Abkühlgeschwindigkeit bei einer Schmelze genügend groß, so lässt sich praktisch jede geschmolzene Substanz in den ,,Glaszustand" überführen. Daher zählen nicht nur Quarzsandprodukte zu den Gläsern. Auch Substanzen wie z. B. Acrylglas (u. a. Plexiglas) und Zellglas (aus Cellulose) gehören zu dieser Substanzgruppe. Glas findet sich auch in der Natur, in dem aus vulkanischer Tätigkeit stammenden Obsidian, und den geheimnisvollen Tektiten, die nach jüngsten Erkenntnissen durch Meteoriteneinschläge entstanden. Durch Erhitzen kann Glas wieder verflüssigt werden. Glas ist in der Regel transparent, kann aber auch nur halb durchsichtig oder opak (undurchsichtig) sein. Durch besondere Stoffzusätze entsteht gefärbtes Glas. Geschmolzenes Glas ist plastisch und durch die verschiedensten Techniken formbar. Erkaltetes Glas lässt sich schneiden. Bei niedrigen Temperaturen ist Glas spröde; wenn es zerspringt, erscheint auf der Oberfläche ein muschelartiges Bruchgefüge. Glas wurde bereits 1250 v. Chr. erzeugt; die älteste bekannte Rezeptur stammt von 700 v. Chr., aber es gibt viele Anzeichen dafür, dass Glas und insbesondere Glasuren bereits viel früher hergestellt wurden. 2 MATERIALIEN UND TECHNIKEN Der Hauptbestandteil des herkömmlichen Glases ist Siliciumdioxid (Quarzsand). Je nach Anwendungsgebiet besteht Glas aus Gemischen von basischen Oxiden (wie z. B. Natrium-, Kalium-, Magnesium-, Calcium-, Barium- oder Zinkoxid) und sauren Oxiden (z. B. Siliciumdioxid, Bortrioxid, Aluminiumtrioxid oder Diphosphorpentoxid). 2.1 Alkali-Kalk-Gläser Natron-Kalk-Glas setzt sich aus Natriumoxid, Calciumoxid und Siliciumdioxid, Kali-Kalk-Glas aus Kaliumoxid, Calciumoxid und Siliciumdioxid zusammen. Das natriumhaltige Glas stellt im Prinzip das normale Gebrauchsglas dar. Hierzu zählen z. B. Fensterglas, Flaschen- und Spiegelglas. Kaliumhaltige Gläser sind im Gegens...

« 4.1 Gießen Bei dieser bereits im Altertum bekannten Technik wird das geschmolzene Glas in eine Form gegossen.

In einem besonderen Verfahren wird die Glasschmelze auf Walzengegossen und zu einem langen Band gewalzt, das man anschließend langsam abkühlen lässt.

Bei so genanntem Drahtglas wird ein Drahtgeflecht vor dem Abkühlen in die Schmelze eingelegt.

Walzen mit einer besonderen Prägung auf der Oberfläche dienen zur Erzeugung von Ornamentgläsern.

Auf diese Art wurden z.

B.

auch Kirchenfensterhergestellt.

Beim so genannten Schleuderverfahren gießt man die noch geschmolzene Mischung in eine sich schnell drehende Form und erhält so die gewünschte Gestalt.Dieses Verfahren dient zur Produktion von Hohlglasartikeln wie z.

B.

Fernsehbildröhren. 4.2 Glasblasen Die revolutionäre Entdeckung, dass Glas aufgeblasen und in jede beliebige Form gebracht werden kann, wurde von den Phöniziern im 1.

Jahrhundert v.

Chr.

gemacht.

DieGlasbläserei verbreitete sich bald und blieb bis in das 19.

Jahrhundert die wichtigste Technik zur Erzeugung von Glasgefäßen.

Glasmacherpfeifen sind etwa 1,20 Meter langund mit einem Mundstück versehen.

Der Glasbläser nimmt mit dem Ende seiner Pfeife eine kleine Menge geschmolzenes Glas, den so genannten Glasposten, auf und wälzt ihn auf einer Holz- oder Metallplatte hin und her (Marbeln), um ihm die äußere Form zu geben und die Glasmasse etwas abkühlen zu lassen.

Anschließend bläst er in die Pfeife und erweitert dadurch den Glasposten zu einer Blase, dem so genannten Külbel. Von da an kann er durch wiederholtes Erhitzen am Ofen, Blasen und Marbeln das Stück so lange bearbeiten, bis es die gewünschte Form und Stärke hat.

Heutzutage nutzt man außerdem so genannte pneumatische Pfeifen, die mit Pressluft betrieben werden.

Zur Herstellung von Hohlglasprodukten lässt sich das Glas auch in eine entsprechende Form blasen: Dabei gibt es die Möglichkeit, dem Posten mit einer Form einMuster aufzudrücken, die Form dann zu entfernen und das Glas zur gewünschten Größe aufzublasen.

Oder man bläst den Posten ganz in eine Form hinein, wodurch er derenGröße, Gestalt und Dekor erhält.

Danach lassen sich weitere Posten anbringen, die zu Stielen, Henkeln und Füßen modelliert oder in anderer Weise weiterbearbeitet werden.Indem man eine bereits geformte Blase in flüssiges, anders gefärbtes Glas taucht, kann man sie „überfangen”.

„Eingeschlossenes” Glas erhält man, wenn ein Posten in eineoder mehrere Schichten verschiedenfarbiges Glas eingeführt und damit verbunden wird.

Für abschließende Arbeiten und die Feuerpolitur am Ofen wird das Külbel auf derSeite, die der Pfeife gegenüberliegt, mit einem Metallstab, dem Hefteisen, verbunden und von der Pfeife abgenommen.

Nach dem Abschlagen des Hefteisens bleibt eine Heftnarbe zurück, die später weggeschliffen oder poliert wird. 4.3 Ziehen Flüssiges Glas kann direkt am Ofen zu den verschiedensten Objekten gezogen werden: zu Röhren, Platten, Fasern und Stäben, die denselben Durchmesser haben müssen.Röhren werden hergestellt, indem man eine zylindrische Masse halbflüssigen Glases zieht und gleichzeitig durch das Zentrum des Zylinders einen Luftstrom schickt. 4.4 Walzen Tafel- und vor allem Spiegelglas wurden ursprünglich erzeugt, indem man die Glasschmelze auf eine glatte Oberfläche goss, das Rohprodukt glatt strich und anschließendpolierte. 5 ABKÜHLVORGANG Nach dem Formen werden die Glasgegenstände kontrolliert gekühlt, um innere Spannungen auszugleichen, die durch das unterschiedlich schnelle Erkalten derverschiedenen Schichten des Glases entstehen ( siehe Glühen).

Dazu wird das Glas in einem Ofen noch einmal erhitzt – diesmal auf eine Temperatur, die gerade so hoch ist, dass Spannungen abgebaut werden – und dann langsam abgekühlt.

Spannungen können aber auch mit Absicht erzeugt werden, um das Glas widerstandsfähiger zu machen.Da Glas bricht, wenn die Zugbeanspruchung zu groß ist, komprimiert man die Oberfläche und vergrößert dadurch die Zugbeanspruchung, die das Material tolerieren kann.Mit dem so genannten Glastempern erreicht man die gewünschte Spannung der Oberfläche, indem man das Glas so weit erhitzt, bis es fast weich ist, und dann durch einen Luftstoß oder Eintauchen in Flüssigkeit schockartig abkühlt.

Die Oberfläche wird sofort hart, und die nachfolgende Kontraktion der inneren Schichten, die langsamerabkühlen, zieht die Oberfläche zusammen.

Mit dieser Methode lassen sich in dicken Glasplatten Dichten bis zu 2 460 Kilogramm pro Quadratzentimeter erzielen.

Danebensind chemische Methoden entwickelt worden: Die Zusammensetzung oder die Struktur der Glasoberfläche wird durch Ionenaustausch so verändert, dass die Dichte desMaterials zunimmt.

Damit lässt sich eine Zugfestigkeit von über 7 000 Kilogramm pro Quadratzentimeter erreichen. Siehe auch Glas (Kunst); Glas (Geologie) Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation.

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