Was ist der Glasherstellungsprozess?
Der Glasherstellungsprozess lässt sich bis ins Jahr 3500 v. Chr. Zurückverfolgen, als Keramik mit einer Glasoberflächenglasur überzogen wurde. Während es viele moderne Variationen des Glasherstellungsprozesses für industrielle und wissenschaftliche Zwecke gibt, wird traditionelles Glas zur Herstellung von Fenstern, Lebensmittel- und Getränkebehältern und Zierformen immer noch aus denselben drei Zutaten hergestellt, die in der Antike verwendet wurden. Dies sind Sand, Natriumbicarbonat auf Alkalibasis, das als "Sodaasche" bezeichnet wird, und Kalk aus Kalkstein. Diese drei Hauptzutaten werden in einem Ofen bei einer Temperatur von ca. 1371 ° Celsius miteinander verschmolzen. Anschließend können mehrere Nebenzutaten hinzugefügt werden, um die Glasfarbe oder die Brillanz zu verändern. Anschließend wird es um mehrere hundert Grad abgekühlt, sodass es durch Blasen, Pressen oder Ziehen in Rohre, Schalen, Spiegel, Fenster und mehr geformt werden kann.
Die Einführung von Soda in den Glasherstellungsprozess wurde frühzeitig entdeckt, um den anfänglichen Schmelzpunkt von einem Höchstwert von ungefähr 4,100 ° Fahrenheit (2.200 ° Celsius) auf 2,700 ° Fahrenheit (1.482 ° Celsius) zu senken. Soda-Asche macht Glas jedoch etwas wasserlöslich, weshalb Kalk aus Kalkstein hinzugefügt wurde, um dies zu verhindern, und andere Chemikalien wie Aluminiumoxid ersetzen jetzt Kalk, da sie eine größere chemische Stabilität bieten. Natronkalkglas macht immer noch 90% des gesamten hergestellten Glases aus.
Während des Abkühlens des Glases wird es leichter, Formen zu formen, es muss jedoch während des Glasherstellungsprozesses kontinuierlich erwärmt werden, um die Festigkeit zu erhöhen und ein Zerbrechen zu vermeiden. Dieser Vorgang wird als Tempern bezeichnet. Ein zusätzlicher Tempervorgang zum Festigen des Glases wird auch angewendet, indem es wieder erwärmt und dann plötzlich mit kalter Luft abgekühlt wird.
Die häufigste Formmethode bei der Glasherstellung in der Antike war das Einblasen von Luft in eine Kugel aus geschmolzenem Glas am Ende eines langen, hohlen Rohrs, das die Römer perfektionierten, um schöne Vasen und Schalen herzustellen. Die Floatglasherstellung, die 1959 von einem britischen Unternehmen erfunden wurde, ist die derzeit größte Produktionsmethode, bei der geschmolzenes Glas in einen Tank mit geschmolzenem Zinn auf der Oberfläche gegossen wird. Das Glas schwimmt auf der Dose und bildet extrem glatte Scheiben, die dann in Fensterformen geschnitten werden können. Dolomit wird bei der Herstellung von Flachglas häufig in Mengen unter 0,1% verwendet, um die farblose Qualität des Glases zu erhalten. Das Ziehen eines Stroms geschmolzenen Glases um das Innere eines Metallzylinders, während dieser rotiert und Luft hineingepumpt wird, ist ein weiteres häufiges Verfahren zur Herstellung von Glasrohren für Glühbirnen, Vakuumröhren und Glaswaren, die in Laboratorien verwendet werden.
Andere Arten von Spezialglas umfassen Bleiglas, das mindestens 20% Bleioxid enthält und beim Schneiden und Facettieren brillant ist. Hitzebeständige Glasprodukte, die in Kochschüsseln und Laborgeräten verwendet werden, werden durch Zugabe von 5% Boroxid oder Aluminosilikatverbindungen hergestellt. Farbige Glasprodukte werden durch Zugabe von Eisensulfiden für Braun- und Bernsteinfarben, Eisenchromat für Grüntöne und Weißkobalt für Blautöne hergestellt. Natürliches mundgeblasenes Glas hat eine rote bis orange Farbe, ohne dass chemische Zusätze erforderlich sind.