glass (original) (raw)

Drikkeglass og karafler.

Glassblåste vaser laget på Stavanger Glassblåseri i soda-kalkglass.

Glass er materialer som dannes ved at væsker avkjøles uten å krystallisere. I stedet blir væsken mer og mer seigtflytende ved gradvis avkjøling inntil den blir helt stiv. Under hele avkjølingen beholder den samme strukturen som den hadde som væske (den er amorf).

Det vi i dagligtale kaller glass, og som ga opphav til betegnelsen, er en smelte av ulike oksider som sammen danner et fast materiale med høy glans og som på grunn av sin amorfe struktur kan varmes og bli mykt og formbart. Det motsatte av glass er en krystallisert struktur. Betegnelsen krystallglass er i denne sammenheng misvisende.

Drops er en annen kjent glasstype. Den er laget av ulike sukkerarter, og man utnytter den gradvise mykningen ved økende temperatur i produksjonen. Glass kan dannes av de fleste typer materialer, som metaller, organiske forbindelser (gjennomsiktig hardplast), lava (obsidian eller vulkansk glass) og rent karbon.

Egenskaper

Fysikalsk må glass oppfattes som underkjølte væsker med uhyre stor viskositet. Glass har ikke et egentlig smelte- eller frysepunkt, men et mykningsintervall, hvor det er seigt. Egenskapen utnytter man ved formingsprosessene for glassartikler.

Hvis glass i lengre tid holdes ved så høy temperatur at det er mykt, vil allikevel krystallisasjon finne sted; glasset blir da helt hvitt og ugjennomsiktig som porselen (glassporselen).

Råstoffer

Det viktigste glassdannende råstoff er silisiumdioksid (SiO₂, fra gammelt kalt kiselsyre), i hovedsak kvartssand eller malt kvarts, men også fosforsyre og boroksid er glassdannende stoffer av praktisk betydning. Foruten glassdannende stoff inneholder glass i de fleste tilfeller andre oksider. De viktigste er vanligvis natrium-, kalsium- og aluminiumoksid.

Det glass som produseres i største mengder er kalk-natronglass (kalsium-natriumoksidglass eller sodaglass). Hovedråstoffene for dette er mest mulig jernfri kvartssand (silisiumråstoff), kalkstein, kritt eller marmor (kalsiumråstoff) og soda (natriumkarbonat, natriumråstoff). Man setter også gjerne til noe feltspat for å føre inn aluminiumoksid.

Returglass utgjør en viktig råvare i glassproduksjonen. Ved produksjon av visse typer glass kan opptil 90 prosent av råstoffet komme fra gjenvinning.

Farger i glass

Glass er vanligvis et gjennomsiktig, fargeløst stoff, men det kan farges ved tilsetning av fargede oksider til råvareblandingen.

Hvitt

Opakt, hvitt glass fremstilles ved tilsats av uløselige stoffer som som løses i den flytende glassmassen, som under avkjøling skilles ut i meget små krystaller som gjør glasset opakt (ugjennomsiktig). For eksempel ble fluor mye brukt tidligere, men av miljømessige grunner har fluor blitt utskiftet med fosfat. Tidligere var benaske også mye brukt for å skape hvitt glass, noe som er opphavet til navnet benglass.

Grønt

Grønt glass er av de enkleste fargene å fremstille. Det meste av sand inneholder en liten andel jernoksid som gir en naturlig, grønn farge i glasset.

Fremstilling

Ved fremstillingen av glassmassen blandes først de tørkede, finknuste materialene. Under smeltingen utvikles det anselige gassmengder, fortrinnsvis karbondioksid fra spaltningen av soda. Glassmeltingen foregår enten i digler (potter) eller i wanner (av tysk 'kar, basseng'). Ved mindre produksjon brukes fortrinnsvis digler. I store glassverk, særlig for masseartikler som flasker og vindusglass, foregår smeltingen i wanner. De er store kar av ildfast materiale, som kan romme hundrevis av tonn med glassmasse.

For oppvarming brukes oftest gass, olje og elektriske ovner. Etter noen timers opphold ved høyeste temperatur (1400–1500 °C for kalk-natronglass) blir massen klar og homogen, og er da ferdig til forming. Iblant ønsker man av dekorative grunner et glass gjennomsatt med glassblærer, luseglass. Formingen må da skje før glasset etter vanlige begreper er ferdigsmeltet.

Herding

Glassets fysiske egenskaper bestemmes foruten av den kjemiske sammensetning av varmebehandlingen det utsettes for under produksjonen. Ved svært hurtig avkjøling oppstår trykkspenninger i glassets overflate. Riktig utført kan dette medføre stor mekanisk styrke, glasset er da kjent som herdet glass. Skades overflaten kan imidlertid herdet glass knuses eksplosjonsartet. Kjemiske herdemetoder som skaper trykkspenninger i overflaten er også utviklet.

Glasstyper

Glassets egenskaper varierer med kjemisk sammensetning, de vanligste typer er beskrevet i det følgende.

Naturlig glass

Naturlig glass er glass som dannes i naturen ved hurtig avkjøling av silikarike (silisiumdioksidrike) bergartssmelter som lavabergarten obsidian. Rent kvartsglass (lechatelieritt) kan dannes ved lynnedslag i kvartssand (se fulguritt). Eiendommelige «glassmeteoritter» er også kjent (se tektitt).

Soda-kalkglass

Samling av glassbrott.

Soda-kalkglass er det glass som fremstilles i størst mengde. Det tåler dårlig hurtige temperaturvariasjoner. Masseartikler, som vindusglass, flasker og billigere glassartikler til husholdningsbruk, fremstilles av dette glasset.

Borosilikatglass

Borosilikatglass er varme- og ildfast glass. Det har vesentlig lavere varmeutvidelseskoeffisient og tåler hurtigere temperatursvingninger enn kalk-natronglass. Den kjemiske bestandigheten er svært god. Borosilikatglass med noe varierende sammensetning går under flere handelsnavn, for eksempel Pyrex, Jenaer Geräteglas og Duranglas. De har lenge vært brukt til laboratorieutstyr, men brukes i økende utstrekning til større apparatur og til kjøkkenutstyr.

Kvartsglass

Det egentlige kvartsglass består av ren silisiumdioksid, og fremstilles ved smelting av kvartskrystaller eller ren kvartssand. Det smelter ved ca. 1700 °C og har den minste termiske utvidelseskoeffisient av alle kjente glassorter. En annen viktig egenskap er at glasset slipper ultrafiolett lys igjennom. På grunn av sin høytemperaturbestandighet og lave utvidelseskoeffisient brukes kvartsglass i apparater som er utsatt for høye temperaturer og hurtige temperatursvingninger. Kvartsglass er kostbart og vanskelig å bearbeide på grunn av den høye smeltetemperaturen. Til kvartsglass regnes også et spesielt 96 prosent kvartsglass, kjent under navnet Vycor, som er vesentlig billigere å fremstille.

Vannglass

Lages på kun silisiumdioksid og natrium. Dette glasset løses gradvis opp i kontakt med vann. Dette glasset brukes for eksempel som bindemiddel i industrien og i form av silica gel som ofte brukes til avfukting.

Blyglass

Blyglass, også kalt blykrystall eller krystallglass, inneholder vesentlig silisiumdioksid, blyoksid og kalium. De to siste erstatter helt eller delvis kalsium og natrium. Blyglass er noe lettere å smelte og forme enn kalk-natronglass, har høy glans og brytningsindeks og gode isolatoregenskaper. Det bruktes til finere bruksglass, pryd- og kunstgjenstander og til optisk glass. På grunn av helsefarene relatert til å jobbe med bly har det blitt forbud mot produksjon av blyglass i Norge.

Halvlederglass

Halvlederglass er glass med halvleder-egenskaper. Disse glassene inneholder lite eller intet alkalioksid (natriumoksid med mer), samtidig må de inneholde oksider som i ren tilstand er halvledere. Slike glass har anvendelsesmuligheter som termistorer.

Fototropiske glass

Fototropiske glass er glass som inneholder løste sølvsalter eller andre lysømfintlige forbindelser. Ved tilstrekkelig energirik bestråling vil fotokjemiske reaksjoner finne sted i glasset, tilsvarende de reaksjoner man har i vanlig fotografisk papir. I fototropiske glass er de fotokjemiske reaksjoner imidlertid reversible, slik at svertningen går fullstendig tilbake når lyskilden fjernes. De brukes blant annet til brilleglass som mørkner i sterkt lys.

Spesialglass

Optiske glass deles etter egenskapene i flintglass og kronglass. Flintglass var tidligere alltid blyglass, mens kronglass var kalk-natronglass. Det fremstilles nå et stort antall typer av optiske glass med store variasjoner i egenskapene. De smeltes av silisiumdioksid, borater og fosfater med til dels større tilsetninger av bariumoksid og sinkoksid i stedet for de mer vanlige metalloksider. Emaljer og (keramiske) glasurer er etter sammensetningen spesielle glass. I emaljer kan silisumdioksid til dels være fullstendig erstattet av fosforsyre eller boroksid.

Glasskeramikk

skiller seg vesentlig fra vanlige kalk-natronglass ved at natrium- og kalsiumoksid vanligvis er erstattet med litiumoksid, Li2O, eller magnesiumoksid, MgO, eventuelt aluminiumoksid, dessuten inneholder de gjerne titandioksid, TiO2, eller fluor. Glasskeramikk formes via vanlige teknikker som glassblåsing, sentrifugering og pressing. Når glasset er ferdig formet kjøres det opp til en temperatur hvor det over tid krystalliseres. Denne prosessen gjør glasset sterkere og mer temperaturbestandig enn vanlig glass. Glasskeramikk blir brukt blant annet til koketoppoverflater, motordeler, teleskopspeil og ovnsdører.

Les mer i Store norske leksikon

Eksterne lenker

Litteratur

Kommentarer