Soda oder Natriumkarbonat (Na2CO3) als Mineral Natrit dient als Netzwerkwandler und Natriumoxidträger und es sorgt als Flussmittel auch für einen niedrigeren Schmelzpunkt des SiO2. Dabei wird während des Schmelzvorganges CO2 als Gas frei, das aus der Schmelze entweichen muss, das Natrium geht während des Schmelzvorganges in das Glas ein.
Dolomit ist der Träger von CaO und MgO, dabei wirkt MgO ähnlich wie CaO, das bei mäßiger Zugabe von ca. 10 – 15 % die Härte und chemische Beständigkeit des Glases erhöht. Dolomit wird in Flachglas meist anstelle von Kalk eingesetzt, da in ihm CaCO3 und MgCO3 enthalten sind.
Kalk oder Calciumcarbonat (CaCO3) dient als Netzwerkwandler, in der Schmelze entsteht dadurch bei ca. 1000°C das Gas CO2, das aus der Schmelze entweicht und CaO, das in das Glas eingeht. Kalk kommt in der Natur als Kalkstein, Kalkspat, Kreide oder Marmor vor. Durch die Beimengung von Kalk wird die Härte und chemische Resistenz des Glases erhöht.
Feldspat (NaAlSi3O2) dient als Zuträger von Al2O3 (Tonerde) in das Gemenge, neben SiO2 und NaO2. Dadurch erhöht sich die chemische Beständigkeit gegenüber Wasser, Umwelteinflüssen und Nahrungsmitteln.
Sulfat in Form von Na2SO4 dient in geringen Mengen zur Erzielung verbesserter Schmelzeigenschaften.
Tonerde oder Aluminiumoxid (Al2O3) dient in der Schmelze als Netzwerkbildner und beseitigt Trennstellen im SiO2-Tetraeder. Es wird dem Gemenge meist als alkalihaltiger Feldspat (z. B. NaAlSi3O8) beigemischt. Dadurch erreicht man eine verbesserte chemische Resistenz und eine erhöhte Zähigkeit in tieferen Temperaturbereichen.
Pottasche oder Kaliumcarbonat (K2CO3) dient als Lieferant von Kaliumoxid für die Schmelze als Netzwerkwandler und als Flussmittel. Es wurde früher durch Auslaugen von Holzasche in großen Gefäßen gewonnen, inzwischen wird es industriell aus Kaliumsulfat hergestellt. Auch hierbei wird während des Schmelzvorganges CO2 als Gas frei, das aus der Schmelze entweichen muss.
Neben diesen Hauptbestandteilen des Gemenges werden diesem noch verschiedenste Oxide beigemischt zur Beeinflussung von Beständigkeit, Härte, Schmelztemperatur, Lichtbrechung und Brillanz.
Scherben aus der eigenen Produktion oder aus dem Altglasrecycling werden dem Gemenge ebenfalls beigegeben, Altglas vor allem in der Behälter- und Glaswollindustrie. Sie dienen in gewisser Weise ebenfalls als Flussmittel, um den hohen Schmelzpunkt zu senken.
Die Zusammensetzung des daraus erschmolzenen Glases zeigt die nachfolgende Tabelle.
Tabelle 2: Zusammensetzung von Floatglas
(Kalk-Natronsilicatglas)
Durch die Zugabe von Aluminiumoxid wird die mechanische, thermische und chemische Widerstandsfähigkeit von Glas erhöht.
Borosilicatgläser enthalten einen niedrigeren Anteil an Alkalien (Na2O) und Erdalkalien (CaO, MgO) und dafür ca. 7 bis 15 Gewichts-% Boroxid (B2O3). Dadurch erhalten sie eine geringere thermische Ausdehnung und somit eine höhere Temperaturwechselbeständigkeit gegenüber Kalk-Natronsilicatgläsern.
Tabelle 3: Zusammensetzung verschiedenster Glasarten in
Gewichtsprozent [49]
1) Die Zusammensetzung von Floatglas kann von Hersteller zu Hersteller geringfügig schwanken in Abhängigkeit des verwendeten Sandes, der Scherbenzugabe und sonstiger Gemengeeinstellungen.
1.4 Färben von Glas
Die häufigste Möglichkeit, Glas mit Farbe herzustellen, ist die Einfärbung der Glasschmelze mit verschiedensten organischen Zusätzen. Dazu werden meist Metalloxide verwendet, die schon in der Antike zur Glasfärbung herangezogen wurden. Die natürliche Eigenfarbe von Floatglas ist ein leichter Grünton, der vom Eisenoxidanteil im Quarzsand herrührt. Die in folgender Tabelle aufgeführten Zusätze werden verwendet, um die Farbe des Glases entsprechend zu verändern. Neben der Durchfärbung von Glas gibt es noch die Anlauffärbung, die jedoch bei Flachglas keine Rolle spielt, sondern nur bei Hohlgläsern zum Einsatz kommt.
Tabelle 4: Färbemittel für Glas [14], [49]
1) Uranoxid wird nicht mehr zur Glaseinfärbung verwendet, da radioaktiv strahlend.
1.5 Glas in der Natur
Der Moldavit ist ein in der Natur vorkommendes Glas, somit ein natürliches Glas aus geschmolzenem Quarzsand, dessen grünliche Farbe vom Eisenoxid herrührt. Gläser aus vulkanischem Ursprung sind Bimsstein und Obsidian. Bei Blitzeinschlägen kann aufgrund der hohen Temperatur Fulgurit entstehen, durch Meteoriteneinschläge entstandene natürliche Gläser sind sogenannte Impaktgläser und Tektite. Bei Bergstürzen entstandene Gläser werden Köfelsit genannt. Selbst bei Atombombenexplosionen kann Glas entstehen, der Trinitit, allerdings kann man dabei nicht mehr von natürlichem Glas sprechen. Alle diese „natürlichen“ Gläser entstehen beim Schmelzen von Sand unter den verschiedensten Einflüssen der Natur.
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