Was ist der Glasherstellungsprozess?

Der Herstellungsprozess von Glas lässt sich bis 3500 v. Chr. zurückverfolgen, als keramische Keramik mit einer Glasur überzogen wurde. Während es viele moderne Variationen des Glasherstellungsverfahrens für industrielle und wissenschaftliche Zwecke gibt, wird traditionelles Glas, das zur Herstellung von Fenstern, Lebensmittel- und Getränkebehältern und Zierformen verwendet wird, immer noch aus den gleichen drei Zutaten hergestellt, die in der Antike verwendet wurden. Dies sind Sand, Natriumbicarbonat auf Alkalibasis, das als „Soda-Asche“ bezeichnet wird, und Kalk aus Kalkstein. Diese drei Hauptzutaten werden in einem Ofen bei einer Temperatur von etwa 2,500 ° Fahrenheit (1,371 ° Celsius) miteinander verschmolzen, wonach mehrere kleinere Zutaten hinzugefügt werden können, um die Glasfarbe oder Brillanz zu verändern. Anschließend wird es mehrere hundert Grad abgekühlt, damit es durch Blasen, Pressen oder Ziehen in Pfeifen, Schalen, Spiegel, Fenster und mehr geformt werden kann.

Die Einführung von Soda in den Glasherstellungsprozess wurde früh entdeckt, um den anfänglichen Schmelzpunkt von einem Höchstwert von etwa 4,100° Celsius auf 2,200 ° Fahrenheit (2,700 ° Celsius) zu senken. Soda macht Glas jedoch etwas wasserlöslich, daher wurde Kalk aus Kalkstein hinzugefügt, um dies zu verhindern, und andere Chemikalien wie Aluminiumoxid werden jetzt für Kalk ersetzt, da sie eine größere chemische Stabilität bieten. Noch immer macht Kalknatronglas 1,482 % des gesamten hergestellten Glases aus.

Wenn Glas abgekühlt wird, lässt es sich leichter in Formen formen, aber es muss während des Glasherstellungsprozesses ständig wieder erhitzt werden, um ihm Festigkeit zu verleihen und ein Zerbrechen zu vermeiden. Dieses Verfahren wird als Glühen bezeichnet. Ein zusätzlicher Härteprozess zur Verstärkung des Glases wird ebenfalls angewendet, indem es erneut erhitzt und dann mit kalten Luftstößen schlagartig abgekühlt wird.

Die gebräuchlichste Formgebungsmethode bei der Glasherstellung in der Antike bestand darin, Luft in eine Kugel aus geschmolzenem Glas am Ende einer langen, hohlen Pfeife zu blasen, die die Römer zur Herstellung schöner Vasen und Schalen perfektionierten. 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 formt sich zu extrem glatten Platten, die dann in Fensterformen geschnitten werden können. Dolomit wird bei der Flachglasherstellung oft 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 sich dreht und Luft eingepumpt wird, ist ein weiteres häufiges Glasherstellungsverfahren, das verwendet wird, um eine breite Palette von Glasrohren für Glühbirnen, Vakuumröhren und Glaswaren herzustellen, die in Laboratorien verwendet werden.

Andere Arten von Spezialglas sind Bleiglas, das mindestens 20 % Bleioxid enthält und im geschliffenen und facettierten Zustand brillant ist. Hitzebeständige Glasprodukte, die in Kochschüsseln und Laborartikeln 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.