Glas

Glas ist spröde und neigt bei Stoß oder Druck zu Bruch, Absplittern oder Rissen, weshalb er weniger ideal für den täglichen Gebrauch ist.

Die Stabilität von Glas ist unter den meisten alltäglichen Bedingungen gut. Er kann längerer Einwirkung von Wasser, intensivem Licht, extremer Trockenheit, Schmutz und gewöhnlichen Haushaltschemikalien widerstehen. Die einzige Bedingung, die Glas erheblich beeinflusst, ist die Einwirkung von übermäßiger Hitze oder offenen Flammen, die dazu führen kann, dass er reißt oder zerspringt.

Die im allgemeinen Sprachgebrauch tragende Eigenschaft von Glas ist die optische Durchsichtigkeit. Die optischen Eigenschaften sind so vielfältig, wie die Anzahl der Gläser. Neben klaren Gläsern, die in einem breiten Band für Licht durchlässig sind, kann die Zugabe von speziellen Materialien zur Schmelze die Durchlässigkeit blockieren. Zum Beispiel werden damit optisch klare Gläser für infrarotes Licht undurchdringbar, die Wärmestrahlung ist blockiert. Die bekannteste Steuerung der Durchlässigkeit ist die Färbung. Die verschiedensten Farben können erzielt werden. Andererseits gibt es undurchsichtiges Glas, das schon aufgrund seiner Hauptkomponenten oder der Zugabe von Trübungsmitteln opak ist. Gebrauchsglas hat eine Dichte von ca. 2500 kg/m³ (Kalk-Natron-Glas). Die mechanischen Eigenschaften variieren sehr stark. Die Zerbrechlichkeit von Glas ist sprichwörtlich. Die Bruchfestigkeit wird stark von der Qualität der Oberfläche bestimmt. Glas ist weitgehend resistent gegen Chemikalien. Eine Ausnahme ist Flusssäure; sie löst das Siliciumdioxid und wandelt es zu Hexafluorokieselsäure. Durch Verwitterung, bspw. jahrzehntelange Lagerung im Erdreich, entstehen mikroskopisch feine Risse an der Glasoberfläche, die sogenannte Glaskrankheit. Klarglas erscheint dann für das menschliche Auge trüb. Bei Raumtemperatur hat Kalk-Natron-Glas einen hohen elektrischen Widerstand, der allerdings mit steigender Temperatur stark abfällt. Quarzglas (glasartig erstarrtes reines Siliciumdioxid) ist auch noch bei deutlich höheren Temperaturen ein Isolator. Neben den Silikatgläsern gibt es aber auch sog. metallische Gläser wie Fe80B20, die bereits bei Raumtemperatur höhere Leitfähigkeiten besitzen, weil sie sich ähnlich wie eingefrorene flüssige Metalle verhalten. Wegen seiner Natur als unterkühlte Schmelze kann Glas auch in sehr begrenztem Umfang fließen. Dieser Effekt macht sich aber erst bei höheren Temperaturen bemerkbar. Die häufige Behauptung, dass Kirchenfenster unten dicker seien, weil das Glas im Laufe der Jahrhunderte durch die Schwerkraft nach unten geflossen sei, ist falsch, derartige Fließvorgänge hätten bei Raumtemperatur Jahrmillionen benötigt. Die Verdickung ist auf das damalige Produktionsverfahren (Zylinderblasen) zurückzuführen.

Glass kann sich auf natürliche Weise aus vulkanischem Magma bilden. Obsidian ist ein gewöhnliches Vulkanglas mit hohem Siliciumdioxidgehalt (SiO2), das entsteht, wenn aus einem Vulkan extrudierte felsische Lava schnell abkühlt. Impactite ist eine Glasform, die durch den Einschlag eines Meteoriten gebildet wird, wobei Moldavit (in Mittel- und Osteuropa) und libysches Wüstenglas (in Gebieten in der Ostsahara, in den Wüsten von Ostlibyen und Westägypten) bemerkenswerte Beispiele sind . Die Verglasung von Quarz kann auch auftreten, wenn ein Blitz auf Sand trifft und hohle, verzweigte wurzelartige Strukturen bildet, die als Fulgurite bezeichnet werden. Trinitit ist ein glasartiger Rückstand, der aus dem Sand des Wüstenbodens am Teststandort der Atombombe Trinity gebildet wird. Es wird vorgeschlagen, dass Edeowie-Glas, das in Südaustralien gefunden wurde, aus pleistozänen Grünlandbränden, Blitzeinschlägen oder Hypervelocity-Einschlägen eines oder mehrerer Asteroiden oder Kometen stammt.

Die Standarddefinition eines Glases (oder eines glasartigen Feststoffs) ist ein Feststoff, der durch schnelles Abschrecken der Schmelze gebildet wird. Der Begriff "Glas" wird jedoch häufig im weiteren Sinne definiert, um jeden nichtkristallinen (amorphen) Feststoff zu beschreiben, der beim Erhitzen in Richtung des flüssigen Zustands einen Glasübergang zeigt. Glas ist ein amorpher Feststoff. Obwohl die atomare Struktur von Glas Eigenschaften der Struktur einer unterkühlten Flüssigkeit aufweist, weist Glas alle mechanischen Eigenschaften eines Feststoffs auf. Wie bei anderen amorphen Festkörpern fehlt der Atomstruktur eines Glases die in kristallinen Festkörpern beobachtete Langstreckenperiodizität. Aufgrund chemischer Bindungsbeschränkungen besitzen Gläser einen hohen Grad an Nahordnung in Bezug auf lokale atomare Polyeder. Die Annahme, dass Glas über längere Zeiträume in nennenswertem Umfang fließt, wird durch empirische Untersuchungen oder theoretische Analysen nicht gestützt (siehe Viskosität in Festkörpern). Labormessungen des Glasflusses bei Raumtemperatur zeigen eine Bewegung, die mit einer Materialviskosität in der Größenordnung von 10–10 Pa s übereinstimmt.

Dem Werkstoff Glas begegnet man im Alltag auf unterschiedliche Weise: es werden Gläser (z. B. Trink- und Brillengläser), Fensterscheiben, Tischoberflächen, etc. daraus hergestellt. Daneben wird Glas vielseitig als Baustoff, als Verpackungsmaterial, zur Herstellung von Laborutensilien, für glasfasern usw. verwendet.

Glas wurde seit jeher als magischer Stein betrachtet und oft mit dem Göttlichen in Verbindung gebracht. In Mesopotamien, wo die Geschichte von Glas beginnt, wurde dieses Material als Verkörperung Gottes verehrt. Das Material war so geschätzt, dass die Glasherstellung in Mesopotamien zu einem wichtigen Ritual wurde.