Was sind die Anwendungen von Glas?
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- 2017/11/5
Was sind die Anwendungen von Glas?
Der Begriff "Glas" bezieht sich auf einen Zustand der Materie, der gewöhnlich erzeugt wird, wenn ein viskoses geschmolzenes Material schnell unter seine Glasübergangstemperatur abgekühlt wird, wobei es nicht ausreicht, ein reguläres Kristallgitter zu bilden. Folglich besteht ein Schlüsselmerkmal darin, dass Gläser Strukturen haben, die flüssigkeitsähnlich sind, dh nicht kristallin; das bedeutet, dass ihnen die inneren strukturellen Grenzen fehlen, die in den meisten anderen Materialien vorhanden sind. Sie sind daher typischerweise lichtdurchlässig, obwohl dies auch von ihrer Zusammensetzung abhängen kann. Dadurch sind sie für Fenster, Gefäße, Geschirr, Geschirr, Beleuchtung und optische Fasern für die Telekommunikation enorm wertvoll (untermauern das Internet und Mobiltelefone).
Die bekanntesten chemischen Formen von Glas sind die auf Siliziumdioxid basierenden Materialien, die für Architektur- und Automobilverglasungen, Behälter, Tischglaswaren, Glaswolle zur Wärmeisolierung und dekorative Objekte verwendet werden. Diese Zusammensetzungen haben im geschmolzenen Zustand eine hohe Viskosität, die: die Glasbildung unterstützt, da sich die konstituierenden Ionen nur schwierig neu anordnen können,
und macht die Herstellung zu einer Vielzahl von Formen möglich, wenn die Schmelze gekühlt wird.
Ein Bereich, in dem die Brille eine wichtige Rolle spielt, ist die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks der Welt. Zum Beispiel zeigt dieses Bild die parabolischen Glasspiegel (silberbeschichtet) eines solarthermischen Kraftwerks in der kalifornischen Mojave-Wüste mit einer Leistung von 350 MW.
Gläser können jedoch aus vielen verschiedenen Zusammensetzungen unter Verwendung einer großen Vielzahl von Verfahren hergestellt werden, um Produkten mit einem noch breiteren Bereich von Eigenschaften und Anwendungen zu verleihen, als sie für auf Silizium basierende Systeme gefunden werden. Diese sind weniger bekannt, bilden aber die Grundlage für eine breite Palette von Spezialgläsern, wie optische Materialien, Laborglas, Kochmulden, Bildschirme, Glasfasern zur Verstärkung von Kunststoffen, Verstärker, Multiplexer und Schalter für faseroptische Telekommunikationssysteme.
Eine Vielzahl von zusätzlichen Glasanwendungen resultiert aus Gläsern, die mit einem Mehrwert versehen wurden (Funktionsgläser). Solche Gläser besitzen typischerweise aufgrund von chemischer oder thermischer Behandlung, Beschichtungen oder Oberflächenstrukturierung andere Oberflächeneigenschaften als die großen. Die Römer konnten beispielsweise mit künstlerisch anspruchsvollen Oberflächenmodifikationen schöne künstlerische Effekte erzielen.
Heutzutage sind Techniken wie Laserstrukturierung in der Lage, eine Glasoberfläche in einem erstaunlich feinen Maßstab zu modifizieren. Dieses Bild zeigt zum Beispiel eine planare diffraktive Mikrolinse mit einem Durchmesser von nur 0,6 mm.
Gläser lösen eine Vielzahl von verschiedenen Materialien, wie die Oxide von Chrom, Kobalt, Kupfer, Eisen, Mangan und Nickel, um einen Regenbogen von Farben zu erzeugen. Jedes Element der farbigen Komponenten in diesem mittelalterlichen Buntglasfenster (11. Jahrhundert, Augsburg, Deutschland) besteht aus einer individuell hergestellten farbigen Glasscheibe, die in die erforderliche Form geschnitten wurde, die durch Bleikolben gehalten wurde. In diesem Fenster wurde eine Emaillierung mit schwarzem Fleck verwendet, um feine Details hinzuzufügen.
Später lernten die Leute, wie man Silberflecken verwendet, um lokale Bereiche auf klaren Blättern zu erzeugen, die gelb oder orange gefärbt waren. Dieselbe Basistechnologie des Ionenaustausches wird nun verwendet, um feine Objekte wie Weingläser zu verstärken und dünne Kanäle in der Oberfläche von Glasscheiben zu erzeugen, die Licht leiten können, genau wie optische Fasern.