Glass er et uorganisk, ikke-metallisk materiale som ikke har en krystallinsk struktur. Slike materialer kalles amorfe og er praktisk talt faste væsker som avkjøles så raskt at krystaller ikke kan dannes. Typiske glass spenner fra soda-lime silikat glass for glassflasker til ekstremt høy renhet kvarts glass for optiske fibre. Glass er mye brukt til vinduer, flasker, drikkeglass, overføringslinjer og beholdere for sterkt etsende væsker, optiske briller, vinduer for kjernefysiske applikasjoner, etc. brukt. Historisk sett var de fleste produktene laget av blåst glass. I nyere tid har de fleste flate glass blitt produsert ved hjelp av flottørprosessen. Masseproduksjon av flasker og dekorative produkter utføres i industriell skala ved bruk av blåst glassprosess. De håndblåste glassgjenstandene er laget i kunst- / håndverkssentre over hele Storbritannia.
Vanlig glass
Hovedkomponenten i glass er silisiumdioksid (SiO 2). Den vanligste formen for silika som brukes i glassproduksjon har alltid vært sand.
Sanden i seg selv kan smeltes for å lage glass, men temperaturen der dette kan oppnås er rundt 1700o C. Ved å tilsette andre kjemikalier til sanden, kan smeltetemperaturen reduseres betydelig. Tilsetningen av natriumkarbonat (Na2CO3), kjent som soda, i en mengde for å lage en smeltet blanding av 75% silika (SiO2) og 25% natriumoksid (Na2O) reduserer smeltetemperaturen til ca. 800o C. Imidlertid er et glass av denne sammensetningen løselig i vann og kalles et vannglass. For å gi stabilitet til glasset, er det nødvendig med andre kjemikalier som kalsiumoksid (CaO) og magnesiumoksid (MgO). Råmaterialene for innføring av CaO og MgO er deres karbonater, kalkstein (CaCO3) og dolomitt (MgCO3), som avgir karbondioksid ved høye temperaturer og forlater oksidene i glasset.
Borosilikatglass:
Borosilikatglass er laget av 70% - 80% silika (SiO2) og 7% - 13% boroksid (B2O3) med små mengder alkalinatriumoksid (brus) (Na2O) og aluminiumoksid (AI2O3). Glassvarer brukes ofte i laboratorier hvor gjentatt kontakt med vanndamp ved høye temperaturer kan lekke alkaliioner. Borosilikatglass har et relativt lavt alkaliinnhold og som et resultat høy motstand mot angrep av vann. Borosilikatglass har eksepsjonell termisk sjokkmotstand, da den har en lav ekspansjonskoeffisient (3, 3 x 10 -6 K-1) og et høyt mykningspunkt. Maksimal anbefalt arbeidstemperatur (kortvarig) for borosilikatglass er 500oC Borosilikatglass har gode optiske egenskaper med evnen til å overføre lys gjennom det synlige området av spekteret og i det nær ultrafiolette området. Det er derfor mye brukt i fotokjemi. På grunn av sine termiske og optiske egenskaper er den mye brukt til høyintensitetsbelysningsapplikasjoner. Dette glasset brukes til fremstilling av glassfibre til bruk i plast- og tekstilforsterkninger - se nedenfor I husholdningen er borosilikatglass kjent i form av komfyrvarer og andre varmebestandige husholdningsartikler som Pyrex. Disse elementene brukes vanligvis ved temperaturer opp til 250oC. Borosilikatglass har meget høy motstand mot angrep av vann, syrer, saltløsninger, halogener og organiske løsningsmidler. Det har også moderat motstand mot alkalier. Bare flussyre, varm konsentrert fosforsyre og sterke alkalier forårsaker betydelig korrosjon av glasset. Derfor er dette glasset mye brukt i kjemiske anlegg og for laboratorieutstyr.
Generelle egenskaper av glass
Mekanisk styrke
Glass har en stor iboende styrke. Det er bare svekket av overflatefeil, noe som gir hverdagsglasset sitt skjøre rykte. En spesiell overflatebehandling kan minimere effekten av overflatefeil. Den praktiske strekkfastheten til glasset er omtrent 27MPa til 62MPa. Glass tåler imidlertid ekstremt høye trykkbelastninger. Derfor er det meste av glassbruddet på grunn av svikt i strekkfasthet. Årsaken til glassets svake strekkfasthet er at det vanligvis er dekket av mikroskopiske sprekker som skaper lokale spenningskonsentrasjoner. Glass har ingen mekanismer for å redusere de resulterende høye lokale påkjenningene og er derfor utsatt for raske sprøbrudd. Det er to metoder for å redusere/eliminere dette problemet: Termisk eller kjemisk behandling av glasset slik at de ytre overflatene er under relativt høy trykkbelastning, mens det midtre området mellom overflatene er under strekkbelastning. Sprekkene blir derfor "holdt lukket av den konstante restspenningen ... Det er herdet/herdet glass. Styrken på glasset kan forbedres med opptil en faktor på 10 med denne metoden. Det sikrer at glassflatene ikke sprekker og at glasset ikke kommer i mekanisk kontakt med ting under bruk som kan skrape overflaten. Briller som er laget uten overflatefeil har en styrkeverdi
