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Referat rund um das Thema "Glas"

Dieses Referat wurde von "Masteraxa" veröffenlicht auf  http://www.pausenhof.de/referat/physik/glas-absolut-alles-zum-thema/3430

Ins Referat hineinmontiert hat "Masteraxa" ohne Quellenangabe Fundstücke aus anderen Beiträgen im Internet.

Definition/Allgemeines
 
Glas ist ein amorpher (formloser), homogener aus der Schmelze hervorgegangener Stoff. Gläser haben nicht wie z.B. Kristalle einen definierten Schmelzpunkt, sie erweichen bei Temperaturerhöhung allmählich
 
Als "Glas" bezeichnet man alle Stoffe, die strukturmäßig einer Flüssigkeit ähneln, bei Umgebungstemperaturen aber auf Krafteinwirkungen rein elastisch reagieren und daher als fester Körper anzusprechen sind. Im engeren Sinne wird der Begriff Glas für alle anorganischen Verbindungen angewendet, die diese Grundeigenschaften besitzen. Damit ist zugleich eine Abgrenzung gegenüber den Kunststoffen erfolgt, die teilweise auch glasähnliches Verhalten zeigen.
 
Glas, im allgemeinen Sinn Schmelzprodukte aus Quarzsand (Siliziumdioxid) mit anderen oxidischen Beimengungen. Im wissenschaftlichen Sinn versteht man unter Gläsern Feststoffe, die sich im amorphen (ohne einheitliche Struktur), nichtkristallinen Zustand befinden. Im Prinzip handelt es sich bei Glas um eine eingefrorene, unterkühlte Flüssigkeit oder Schmelze. Ist beispielsweise die Abkühlgeschwindigkeit bei einer Schmelze genügend groß , so lässt sich praktisch jede geschmolzene Substanz in den " Glaszustand" überführen. Daher zählen nicht nur Quarzsandprodukte zu den Gläsern. Auch Substanzen wie z. B. Acrylglas (u. a. Plexiglas) und Zellglas (aus Cellulose) gehören zu dieser Substanzgruppe. Glas findet sich auch in der Natur, in dem aus vulkanischer Tätigkeit stammenden Obsidian, und den geheimnisvollen Glasbrocken kosmischer Herkunft, die als Tektite bekannt sind. Durch Erhitzen kann Glas wieder verflüssigt werden. Glas ist in der Regel transparent, kann aber auch nur halb durchsichtig oder opak (undurchsichtig) sein. Durch besondere Stoffzusätze entsteht gefärbtes Glas. Geschmolzenes Glas ist plastisch und durch die verschiedensten Techniken formbar. Erkaltetes Glas lässt sich schneiden. Bei niedrigen Temperaturen ist Glas spröde; wenn es zerspringt, erscheint auf der Oberfläche ein muschelartiges Bruchgefüge.
 
Rohstoffe
 
Normales Fensterglas entsteht hauptsächlich durch das Zusammenschmelzen von Quarzsand (SiO2), Soda (Na2CO3) und Kalk (CaCO3). Der eigentliche glasbildende Stoff ist der Quarzsand. Soda und evtl. noch andere Stoffe werden als leichtschmelzbare Flussmittel hinzugefügt, da der Quarzsand allein erst ab 1500°C schmilzt (früher verwandte man anstelle des Soda eine spezielle Asche). 

Glas besteht aus Gemischen von basischen Oxiden
(wie z. B. Natrium-, Kalium-, Magnesium-, Calcium-, Barium- oder Zinkoxid)
und sauren Oxiden
(z. B. Siliciumdioxid, Bortrioxid, Aluminiumtrioxid oder Diphosphorpentoxid).
Der Hauptbestandteil des herkömmlichen Glases ist Siliziumdioxid (Quarzsand).
 
Formel

Beim Normalglas handelt es sich (natürlich je nach Sorte etwas unterschiedlich zusammengesetzt) um ein Natrium/Kalium/Calcium(meta)silicat. Geschrieben wird es
(2 Na, 2 K, Ca)SiO3
Mit der Klammer drückt man aus, daß die Metall-Ionen sich ersetzen und in wechselnden Mengen vorliegen können. Das ist ein gängiges Verfahren auch beim Beschreiben von Mineralien.

Die Herstellung von (Normal)Glas

Nachdem die Rohstoffe sorgfältig vorbereitet (gereinigt,kontrolliert) sind, werden sie vermischt und in entsprechende Öfen eingetragen. So genannte Hafenöfen bestehen z. B. aus 16 großen Schmelzgefäßen aus Ton ("Glashäfen"), die etwa 400 bis 800 Kilogramm Rohmaterial fassen können. Noch größere Gefäße sind die so genannten Wannenöfen mit einem Fassungsvolumen bis zu 300 Tonnen und mehr. In diesen Schmelzbehältnissen werden die Mischungen zunächst bei Temperaturen bis zu 1 000 °C geschmolzen und anschließend bei Temperaturen bis 1 450 bzw. 1 550 °C geläutert (Beseitigung von Blasen im Glas, Glaseinschlüssen und Ungleichmäßigkeiten). Die Öfen werden mit Erdgas, Heizöl und/oder Strom beheizt. Das Rohmaterial wird laufend (kontinuierlich) durch eine Öffnung in den Ofen befördert. Im Gegenzug wird das geschmolzene und verfeinerte Glas am anderen Ende abgezogen. In langen Kühlöfen oder Kühlkammern kühlt die geschmolzene Masse auf die richtige Bearbeitungstemperatur ab und wird anschließend zu den Verarbeitungsmaschinen weitergeleitet.
 
Möglichkeiten der Reinigung und Farbgebung
 
Verunreinigungen in den Rohstoffen trüben das Glas. Um eine klare, farblose Masse zu erzielen, fügen die Glashersteller Mangandioxid bei; die durch Eisen im Sand hervorgerufene Grün- und Braunfärbung wird damit entfernt. Allgemein lässt sich Glas färben, indem man bestimmte Metalloxide in das Gemenge mischt. Außerdem lassen sich andere Farbstoffe in mikroskopisch feiner Form in der Glasmasse verteilen. Eine Trübung des Glases erreicht man mit Hilfe von Calciumphosphat, Zinndioxid und Kryolith. Aber auch die Nachbehandlung durch Schleifen oder Sandstrahlen bzw. durch Ätzen (mit Flusssäure) ist üblich. 
 
Arbeitsweise eines Hafenofens
 
Die Arbeitsperiode an einem Hafenofen besteht aus der Phase für die Glasschmelze und der Phase für die Glasverarbeitung.  Dadurch bedingt, dass die Schmelztemperaturen höher als die Verarbeitungstemperaturen sind, wird der Hafenofen, nach der Verarbeitung des Glases durch verstärkte Wärmezufuhr aufgeheizt.  Nach dem Aufheizen werden Gemenge und Scherben in die einzelnen Häfen eingelegt und geschmolzen. Um zu erreichen, dass die Häfen vollständig mit Glas gefüllt werden, ist es notwendig, mehr als zwei Scherben- und Gemengeeinlagen aufzufüllen.  Durch weitere Temperaturerhöhung sowie durch den Zusatz physikalischer und chemischer Mittel wird das noch blasige und inhornogene Glas geläutert. Ist das Glas blasenfrei , wird die Wärmezufuhr unterbrochen, wodurch sich das Glas auf die der Verarbeitungszähigkeit entsprechende Temperatur abkühlt. Während der Verarbeitungstemperatur wird das Glas aus den Häfen manuell mittels Glasmacherpfeife oder einer Schöpfkelle entnommen und verarbeitet, oder der gesamte Hafen wird aus dem Ofen genommen und ausgegossen. Die Temperatur wird während dieser Zeit konstant gehalten, um eine Veränderung der Viskosität zu verhindern sowie das Auftreten von Gispen (?) zu vermeiden.  Dauer einer gesamten Periode - Einschmelzen und Ausarbeiten - beträgt meistens 24 Stunden, bei schwerschmelzenden Gläsern entsprechend länger.  Hafenöfen sind feuerungstechnisch schwer zu beherrschen, da sich die Regulierung des Feuers innerhalb einer Periode (24 Stunden), bedingt durch Schmelzen, Abstehen und Ausarbeiten, laufend ändert.  Glasschmelzhäfen unterliegen durch den Glasangriff und die hohe thermische Beanspruchung einem großen Verschleiß. Daher ist es erforderlich, dass sie nach etwa 50 bis 100 Schmelzen, abhängig natürlich von der zu schmelzenden Glasart und dem verwendeten Hafenmaterial, ausgewechselt werden.  Die verschlissenen Häfen werden manuell oder mit mechanischen Hilfsmitteln aus dem Hafenofen entnommen und auf die Halde gekippt. Zwischenzeitlich, in der Regel etwa acht Tage zuvor werden die einzusetzenden trockenen Häfen ein einem dem Hafenofen stehenden Temperofen nach einem von den Hafenofen abhängigen Aufheizprogramm auf Temperaturen bis etwa 900 o C getempert. 
  
Nach einem Erneuern von  verschlissenen Ofenteilen mit Stampf - und Flickmassen, werden die getemperten Häfen in den Schmelzofen übertragen und dort bis etwa 1500 o C sechs Stunden dichtgebrannt .  Anschließend werden die Scherben  zum Schmelzen derartig eingelegt, dass an den Innenflächen des Hafens eine dünneschichtige Glasur einsteht. Erst danach ist nach einer erneuten Scherbeneinlage das Einlegen des Gemenges und der Beginn der ersten Schmelze möglich.
 
Es gibt sechs grundlegende Verarbeitungsmethoden für Glas in plastischem Zustand: Gießen, Blasen, Ziehen, Pressen, Walzen und Floaten. Damit lässt sich eine unendliche Formenvielfalt erzielen. Die Formgebungstemperaturen liegen zwischen 900 und 1200 °C.

Gießen

Bei dieser bereits im Altertum bekannten Technik wird das geschmolzene Glas in eine Form gegossen. In einem besonderen Verfahren wird die Glasschmelze auf Walzen gegossen und zu einem langen Band gewalzt, das man anschließend langsam abkühlen lässt. Bei so genanntem Drahtglas wird ein Drahtgeflecht vor dem Abkühlen in die Schmelze eingelegt. Walzen mit einer besonderen Prägung auf der Oberfläche dienen zur Erzeugung von Ornamentgläsern. Auf diese Art wurden z. B. auch Kirchenfenster hergestellt. Beim so genannten Schleuderverfahren gießt man die noch geschmolzene Mischung in eine sich schnell drehende Form und erhält so die gewünschte Gestalt. Dieses Verfahren dient zur Produktion von Hohlglasartikeln wie z. B. Fernsehbildröhren. 
 
Glasblasen  

Die revolutionäre Entdeckung, dass Glas aufgeblasen und in jede beliebige Form gebracht werden kann, wurde von den Phöniziern im 2. Jahrhundert v. Chr. gemacht. Die Glasbläserei verbreitete sich bald und blieb bis in das 19. Jahrhundert die wichtigste Technik zur Erzeugung von Glasgefäßen. Glasmacherpfeifen sind etwa 1,20 Meter lang und mit einem Mundstück versehen. Der Glasbläser nimmt mit dem Ende seiner Pfeife eine kleine Menge geschmolzenes Glas, den so genannten Glasposten, auf und wälzt ihn auf einer Holz- oder Metallplatte hin und her (Marbeln), um ihm die äußere Form zu geben und die Glasmasse etwas abkühlen zu lassen. Anschließend bläst er in die Pfeife und erweitert dadurch den Glasposten zu einer Blase, dem so genannten Külbel. Von da an kann er durch wiederholtes Erhitzen am Ofen, Blasen und Marbeln das Stück so lange bearbeiten, bis es die gewünschte Form und Stärke hat. Heutzutage nutzt man außerdem so genannte pneumatische Pfeifen, die mit Pressluft betrieben werden. Zur Herstellung von Hohlglasprodukten lässt sich das Glas auch in eine entsprechende Form blasen: Dabei gibt es die Möglichkeit, dem Posten mit einer Form ein Muster aufzudrücken, die Form dann zu entfernen und das Glas zur gewünschten Größe aufzublasen. Oder man bläst den Posten ganz in eine Form hinein, wodurch er deren Größe, Gestalt und Dekor erhält. Danach lassen sich weitere Posten anbringen, die zu Stielen, Henkeln und Füßen modelliert oder in anderer Weise weiterbearbeitet werden. Indem man eine bereits geformte Blase in flüssiges, anders gefärbtes Glas taucht, kann man sie "überfangen". "Eingeschlossenes" Glas erhält man, wenn ein Posten in eine oder mehrere Schichten verschiedenfarbiges Glas eingeführt und damit verbunden wird. Für abschließende Arbeiten und die Feuerpolitur am Ofen wird das Kübel auf der Seite, die der Pfeife gegenüberliegt, mit einem Metallstab, dem Hefteisen, verbunden und von der Pfeife abgenommen. Nach dem Abschlagen des Hefteisens bleibt eine Heftnarbe zurück, die später weggeschliffen oder poliert wird.Flüssiges Glas kann direkt am Ofen zu den verschiedensten Objekten gezogen werden: zu Röhren, Platten, Fasern und Stäben, die denselben Durchmesser haben müssen. Röhren werden hergestellt, indem man eine zylindrische Masse halbflüssigen Glases zieht und gleichzeitig durch das Zentrum des Zylinders einen Luftstrom schickt.  
 
Walzen 

Tafel- und vor allem Spiegelglas wurden ursprünglich erzeugt, indem man die Glasschmelze auf eine glatte Oberfläche goss, das Rohprodukt glatt strich und anschließend polierte.
Nach dem Formen werden die Glasgegenstände kontrolliert gekühlt, um innere Spannungen auszugleichen, die durch das unterschiedlich schnelle Erkalten der verschiedenen Schichten des Glases entstehen (siehe Glühen). Dazu wird das Glas in einem Ofen noch einmal erhitzt – diesmal auf eine Temperatur, die gerade so hoch ist, dass Spannungen abgebaut werden – und dann langsam abgekühlt. Spannungen können aber auch mit Absicht erzeugt werden, um das Glas widerstandsfähiger zu machen. Da Glas bricht, wenn die Zugbeanspruchung zu groß ist, komprimiert man die Oberfläche und vergrößert dadurch die Zugbeanspruchung, die das Material tolerieren kann. Mit dem so genannten Glastempeln erreicht man die gewünschte Spannung der Oberfläche, indem man das Glas so weit erhitzt, bis es fast weich ist, und dann durch einen Luftstoß oder Eintauchen in Flüssigkeit schockartig abkühlt. Die Oberfläche wird sofort hart, und die nachfolgende Kontraktion der inneren Schichten, die langsamer abkühlen, zieht die Oberfläche zusammen. Mit dieser Methode lassen sich in dicken Glasplatten Dichten bis zu 2 460 Kilogramm pro Quadratzentimeter erzielen. Daneben sind chemische Methoden entwickelt worden: Die Zusammensetzung oder die Struktur der Glasoberfläche wird durch Ionenaustausch so verändert, dass die Dichte des Materials zunimmt. Damit lässt sich eine Zugfestigkeit von über 7 000 Kilogramm pro Quadratzentimeter erreichen.
 
Floating
 
Die Glasschmelze schwimmt auf einem Zinnbad. Die Oberfläche des Glases wird so glatt, das es zur Herstellung von Spiegeln geeignet ist. (Film dazu ist da)
 
Physikalische Eigenschaften von Glas:
 
Je nach Zusammensetzung (anteil der Flussmittel) kann Glas bereits bei einer Temperatur von 500 °C, aber auch erst bei 1 650 °C schmelzen. Die Zugfestigkeit, die normalerweise zwischen 280 und 560 Kilogramm pro Quadratzentimeter beträgt, kann bei speziell behandeltem Glas 7 000 Kilogramm pro Quadratzentimeter überschreiten. Die relative Dichte geht von 2 bis 8 bzw. von einem Wert, der unter dem von Aluminium liegt, bis zu der Dichte von üblichem Stahl. Ähnlich weit auseinander liegende Werte gelten für die optischen und elektrischen Eigenschaften.
 
Ausgangsstoff:  Normalglas
 
Druckfestigkeit:  900 N/mm² (wie wird diese Dimension gemessen?)
 
Zugfestigkeit : 30 N/mm²
 
Biegefestigkeit 30 N/mm² 
 
Temperaturwechselbeständigkeit: 40 K 
 
Wärmedehnung: 0,01 mm * k * m  (das ist sehr gering)
 
Vergleich: Alu  0,023  mm * k * m
                  Stahl 0,013 mm * k * m  
                  Plexiglas 0,07   mm * k * m 
 
Wärmeleitung: 0,81 W/m*K (es ist ein Isolator)
 
Vergleich: Alu   204 W/m*K 
                  Holz 0,14 W/m*K
                  Putz  0,87 W/m*K 
 
Spezifische Wärme: 0,8 J/kgK (was besagt das? Die Energiemenge, die zugeführt werden muss, um den Stoff um 1 Grad über eine Normaltemperatur zu erhitzen)
 
Vergleich: 
Wasser 4,2  J/kgK
Luft      1,3  J/kgK
 
Brechungsindex 1,52 (Also mehr als Wasser mit 1 . Aber je nach Glasart ist der Brechungsindex verschieden)
 
Elek. Leitfähigkeit 109 – 1010 Ohm/cm (sagen wir doch eher "gar nicht") 
Wegen der geringen elektrischen Leitfähigkeit gilt Glas als Isolator 

Härte von Glas nach der Mohsschen Härteskala: Ritzhärte 

1 Talk    2 Gips   3 Calcit   4 Fluorit   5   Apatit   6  Orthoklas   7    Quarz    - hier also sind wir beim Glas angelangt -  8 Topas   9 Korund   10 Diamant
 
Einsatzgebiete 
 
Das Spektrum heutiger Einsatzgebiete von Glas reicht von Produkten des täglichen Gebrauchs wie Trinkgläsern, Autospiegeln oder Fensterscheiben
bis hin zu Komponenten, die in  High-Tech-Produkten wie Displays, Hochleistungsobjektiven für die Lithographie oder Diodenlasern Anwendung finden. 
 
Alkali-Kalk-Gläser
Natron-Kalk-Glas setzt sich aus Natriumoxid, Calciumoxid und Siliziumdioxid, Kali-Kalk-Glas aus Kaliumoxid, Calciumoxid und Siliziumdioxid zusammen. Das natriumhaltige Glas stellt im Prinzip das normale Gebrauchsglas dar. Hierzu zählen z. B. Fensterglas, Flaschen- und Spiegelglas. Kaliumhaltige Gläser sind im Gegensatz zu den Natron-Kalk-Gläsern schwerer schmelzbar. Kali-Kalk-Gläser verwendet man für besondere Zwecke wie z. B. Kronglas (optische Gläser). Darüber hinaus gibt es Gläser, die sowohl natrium- als auch kaliumhaltig sind. Zur technischen Herstellung dieser Gläser verwendet man Quarzsand, Natriumcarbonat (Soda) und/oder Kaliumcarbonat (Pottasche). Als Kalkkomponente (Calciumcarbonat) werden Kreide oder Marmor bzw. bei weniger feinen Gläsern Kalkspat oder Kalkstein eingesetzt. Beim Erhitzen bilden die Carbonate letztendlich das entsprechende Oxid und geben dabei Kohlendioxid ab. Zu einem geringen Anteil enthalten diese Gläser außerdem Aluminiumtrioxid und Magnesiumoxid.

Bleikristallglas
Feines Bleikristallglas wird aus Quarzsand, Kaliumcarbonat und Bleioxid (anstatt von Kalk) hergestellt. Bleikristall ist schwer und weist eine starke Lichtbrechungsfähigkeit auf. Deshalb wird es beispielsweise für geschliffene Gebrauchs- und Luxusgegenstände eingesetzt.

Bor-Tonerde-Gläser
Bor-Tonerde-Glas enthält neben Siliziumdioxid und Alkalien als wichtigen Bestandteil noch Bor- und Aluminiumoxid. Da es sehr haltbar und gegen chemische Substanzen und Hitze äußerst widerstandsfähig ist, wird es u. a. für Kochgeschirr und Laborgeräte (z. B. Jenaer Glas) verwendet.
 
Quarzglas
Das ist Glas aus weitgehend reinem Siliziumdioxid. Es ist sehr temperaturbeständig und hat von den Gläsern die geringste Längenausdehnungszahl; ist noch fest bei Temperaturen knapp über 1000°C und auch für ultraviolettes Licht durchsichtig. U.a. Brillengläser
Für Brillenlinsen werden häufig auch transparente Kunststoffe verwendet, da deren Dichte geringer und somit die Brille leichter ist. Allerdings sind die Kunststoffe nicht so kratzfest wie Glas. 
 
Sicherheitsglas 
 
Einscheibensicherheitsglas
 
ESG ist ein thermisch vorgespanntes Glas. Die fertig zugeschnittenen und bearbeiteten Glastafeln werden in einen Ofenraum eingebracht, auf ca. 650°C (über die Erweichungstemperatur von Glas) erhitzt und in der Folge durch ein Luftgebläse schnell abgekühlt. Durch diese Behandlung entstehen im Glas Druck- und Zugspannungen. 
 
Bei Bruch zerfällt die Scheibe spontan in ein Netz kleiner Glaskrümel, welche mehr oder weniger lose zusammenhängen.

Verbundsicherheitsglas
VSG ist ein Flachglasprodukt, bestehend aus zwei oder mehreren Scheiben, welche durch Kunststoffschichten zu einer Einheit verbunden sind. Bei Zerstörung der Scheibe bleiben die Bruchstücke an der Kunststoffschicht haften. 
 
Bei Bruch wird die Scheibe durch die zwischengelagerten Kunststoffschichten vermehrt zusammengehalten.

Panzerglas
Sog. "Panzergläser" erhält man, indem man mehrere Floatglasscheiben, in denen entweder Gießharz, oder eine Folie zwischengelagert sind, aneinander fügt. Dadurch werden verschiedene Wiederstandsklassen erreicht:
Kl
asse A (Durchwurfhemmung )
Klasse B (Durchbruchhemmung)
Klasse C (Durchschußhemmung)
Bis zu Klasse D (Explosionsschutz)

Die Geschichte des Glases

Niemand weiß genau, wann zum ersten Mal Glas erzeugt worden ist. Älteste Funde reichen bis 7000 v.Chr. zurück. Das war gegen Ende der jüngeren Steinzeit. Ursprungsgebiet des Glases sind die Länder des Vorderen Orients. Früheste Fundstätten liegen in Arabien und im östlichen Mesopotamien (heutiger Irak). Unabhängig davon entstand Glas in Mykene (Griechenland) China und Nordtirol. Die älteste Glasherstellung ist eng mit der Töpferei verbunden, die schon um 8000 v.Chr. in Oberägypten ansässig war. Beim Brennen von Töpferware entstand durch zufälliges Vorhandensein kalkhaltigen Sandes in Verbindung mit Natron und durch zu starkes Erhitzen der Töpferöfen Glas als farbige Glasur auf Keramiken. Erst etwa 1500 v.Chr. gelang es, Glas unabhängig von keramischer Unterlage zu produzieren und zu selbständigen Gegenständen zu formen. Andere Vermutungen gehen dahin, Glas als ein Zufallsprodukt der Bronzeschmelze anzusehen. Tatsächlich treten Glas und Bronze kulturgeschichtlich häufig gemeinsam auf, und es gibt enge technische Beziehungen zwischen der Schmelze dieser beiden ältesten künstlichen Werkstoffe. 
 
Glaskunst in Ägypten

Über lange Zeit war die Entwicklung von Glas vom Stand der Feuerungstechnik bestimmt. Mit Glas umzugehen war eine Kunst, die nur wenige beherrschten. Die bei der Bronzeschmelze verwendeten Öfen waren zu einfach, um ein blasenfreies, leicht verformbares Glas zu erschmelzen. Etwa um 3000 v.Chr. begannen in Ägypten Glasmacher, planmäßig Schmuckstücke und kleine Gefäße herzustellen. Um einen festen Sandkern oder Tonkern herum modellierten sie auf 900°C abgekühltes, zähflüssiges Glas. Ab 1500 v.Chr. hatten die ägyptischen Glasmacher ihre Technik um einen wichtigen Schritt erweitert: Um Salben- oder Ölbehälter anzufertigen, wurde ein keramischer Kern als Negativform benutzt. An einer Stange befestigt tauchte der Handwerker die Form in die flüssige Glasmasse ein - es entstand das erste brauchbare Hohlglas. Durch ständiges Drehen des Kerns in der Schmelze haftete das Glas an der Form. Mittels Wälzen auf glatter Steinplatte konnte seine Oberfläche geglättet oder durch Ornamentierung der Wälzfläche auch mit Verzierungen versehen werden. Henkel oder Trageösen kamen hinzu. Zur Glasschmelze wurden die erreichbaren Rohstoffe herangezogen. Durch Zugabe von Kupfer- oder Kobaltverbindungen entstanden Blaufärbungen. Auch Glas mit braunem Aussehen war anzutreffen. Die Tontafelbibliothek des assyrischen Königs Ashurbanipal (668-626 v.Chr.) enthielt Keilschrifttexte mit Glasrezepten, von denen das älteste in etwa so lautet: "Nimm 60 Teile Sand, 180 Teile Asche aus Meerespflanzen, 5 Teile Kreide - und Du erhältst Glas." Dieser Glassatz, wie der Fachmann sagen würde, enthält auch alle heute noch verwendeten wesentlichen Rohstoffe, wenn auch in groben Mengenverhältnissen. Der niedrige Anteil an Sand lässt jedoch darauf schließen, dass man selbst um die Mitte des letzten vorchristlichen Jahrhunderts noch keine hohen Schmelztemperaturen erreichte und nur weiches Glas zu fertigen vermochte, das sich gerade zur Verformung für einfache Gefäße und andere Waren eignete. Im Laufe der Jahrhunderte verbreitete sich die Kunst des Glasmachens immer mehr. Bald gab es im Niltal von Alexandria bis Luxor so viele Betriebe, dass zumindest für vorgeschichtliche Verhältnisse von einer Glasindustrie gesprochen werden kann. Ähnlich entwickelten sich die Dinge zwischen Euphrat und Tigris im Irak, in Syrien, auf Zypern und Rhodos. Um 1000 v.Chr. schufen die Glasmacher im östlichen Mittelmeer und in den angrenzenden Regionen immer größere Gefäße und Schalen durch Entwicklung neuer Verfahren. So wurden beispielsweise aus verschiedenfarbigen Glasfäden gefertigte Glasstäbe in Scheiben geschnitten, in Formen gelegt und die Zwischenräume mit Glas ausgegossen. Auch einfache Guss- und Pressmethoden waren bereits bekannt. Doch hatte man mit der Herstellung flacher und tiefer Schalen die technischen Möglichkeiten ausgeschöpft. 
 
Revolutionen der Technik: die Glasmacherpfeife

Im Raum zwischen Sidon und Babylon gelang syrischen Handwerkern um das Jahr 2000 v.Chr. der entscheidende technische Durchbruch mit der Erfindung der Glasmacherpfeife. Dieses Werkzeug besteht aus einem etwa 100 bis 150 cm langen Eisenrohr mit rund 1 cm lichter Weite". An einem Ende ist es zu einem Mundstück ausgebildet und mit einem wärmeisolierenden Griff versehen. Am anderen Ende findet sich eine knopfartige Erweiterung. Damit holt der Glasmacher aus der Schmelze einen Posten flüssigen Glases und bläst ihn zu einem Hohlkörper auf. Seit dieser Zeit ist die Glasmacherpfeife trotz technischen Fortschritts aus der Glasfertigung nicht mehr wegzudenken. Das Blasen des Glases mit der Pfeife ermöglichte es, nicht nur einfache, bauchige Gefäße zu fertigen, sondern auch dünnwandige, feinere, mannigfach verformte Gläser. Durch das Einblasen in hölzerne Formen ließen sich die Produkte standardisieren und in gleichmäßigen Serien herstellen. In die Formen eingearbeitete Vertiefungen wie Rillen, Rauten oder Netze schufen Dekore auf den Oberflächen der Gläser. Zugleich bedeutete der Einsatz der Glasmacherpfeife die Vorstufe für Flachglas. Dazu wurde dann Glas zu größeren zylindrischen Körpern oder birnenförmigen Gebilden aufgeblasen, anschließend aufgeschnitten und in noch warmem Zustand durch "Bügeln" geglättet ("Butzenscheiben"). Die gut entwickelten Handelsbeziehungen unter den Völkern des Römischen Reiches, sein Straßen- und Verkehrssystem und die auf wirtschaftlichen Fortschritt bedachte römische Verwaltung waren ideale Voraussetzungen für die schnellere Verbreitung der neuen Erfindung und damit der Glasmacherkunst. In allen Teilen des Imperiums von Mesopotamien bis zu den Britischen Inseln, von der iberischen Halbinsel bis an den Rhein, kam es zur Gründung von Glashütten. Das Handwerk erlebte seine erste Blütezeit. Plinius der Ältere (2379 n.Chr.) beschrieb in seiner Enzyklopädie "Naturalis Historia" Zusammensetzung und Herstellung von Glas. 
 
Glas in der römischen Zeit

Hundert Jahre nach der Zeitenwende gelang in Alexandria durch Beimengung von Manganoxid in Verbindung mit weiterentwickelten Ölen erstmals die Schmelze von farblosem Glas. Die Fähigkeit, höhere Temperaturen zu erzielen und die Feuerung besser unter Kontrolle zu halten, förderte die Qualität des Glases infolge vollständigeren Zusammenschmelzens seiner Bestandteile. Die Prunksucht der römischen Kaiser gab der Glasherstellung weiteren Auftrieb. Kunstvoll gearbeitete Luxusgläser mit Filigran-, Mosaik- und Schliffdekor kamen in Mode. Glas wurde zu Schmuck verarbeitet und zu Edelsteinimitationen benutzt. Die antike Glasmalerei stand in hoher Blüte. Römische Glashütten siedelten sich in der Nähe geeigneter Sandvorkommen an. Die Soda wurde bis ins Mittelalter aus Ägypten und Syrien herbeigeschafft. Glashütten gab es in größerer Zahl in der Campagna, aber auch in der Großstadt Rom selbst. Römische Glashüttenbesitzer kennzeichneten ihre Produkte schon im 1. Jh. n.Chr. mit ihrem "Firmensymbol" und verkauften sie in alle Teile des Reiches. Über die Seidenstraße wurden die römischen Glasspezialitäten bis nach China geliefert, obwohl es dort bereits seit langer Zeit Glas aus eigener Herstellung gab.
 
Vom Luxusgut zum Gebrauchsgegenstand

In den syrischen Zentren Sidon und Tyros, im ägyptischen Alexandria' im oströmischen Byzanz' im oberitalienischen Aquileia, in den nordfranzösischen Städten Amiens und Boulogne und im germanischen Köln und Trier produzierten zahlreiche Hütten. Nachdem lange Zeit polierte Kupfer- oder Silberscheiben als Spiegel gedient haben, schufen schließlich die Phönizier kleine Glasspiegel mit Zinnunterlagen. Da das verwendete Glas keine plane Flächen aufwies, wurden die Metallscheiben noch für Jahrhunderte nicht vom Glasspiegel verdrängt. Erst im 13. Jh. gelang es in Deutschland, die Rückseite eines Flachglases mit einer Metalllegierung auf Bleiantimonbasis zu überziehen. Zwar wurde diese Erfindung von der späteren Glashochburg Venedig vervollständigt, doch blieben die Spiegelformate bescheiden. Erst das 1688 in Frankreich unter König Ludwig XIV. erfundene Plattengießverfahren reichte aus, großflächige Spiegel zu schaffen. Dazu wurde die Glasmasse durch Walzen auf einem Gießtisch platziert, und nach dem Erkalten schliff und polierte man die Oberflächen glatt und eben. So entstand Spiegelglas, nämlich Flachglas von höchster Qualität, das durch Belegung mit niedrigschmelzendem Metall zum Spiegel wurde. Die Fenster der Häuser mit durchsichtigem Material zu versehen ist ein alter, lange Zeit gar nicht mehr oder nur unvollkommen erfüllter Wunsch gewesen. Im Altertum mussten Pergamente oder geölte Leinwand für die kleinen Fensteröffnungen genügen. Verglaste Fenster bedeuteten bis weit ins Mittelalter großen Luxus. Fensterscheiben wurden jahrhundertlang mit der Glasmacherpfeife geblasen, aufgeschnitten und flachgewalzt. Die Abmessungen blieben gering, weil der Glasmacher nur eine begrenzte Menge von Glas bewältigen konnte. Im 14. Jh. entstand in Frankreich die Butzenscheibe. Ihr Name leitete sich von der nabelartigen Ausbuchtung in der Mitte, der Butze, her. Dazu blies der Glasmacher eine Kugel, die gegenüber dem Pfeifenansatz geöffnet und auseinandergebogen bzw. geschleudert wurde. Die fertigen Scheiben mit einem Durchmesser von bis zu 15 cm wurden durch Bleistiege miteinander verbunden und zu Fenstern vervollständigt. Zu den ältesten Gebäuden mit Glasfenstern zählen in Deutschland das Kloster Tegernsee aus dem 10. Jh. und der 100 Jahre jüngere Dom zu Augsburg mit den fünf Prophetenfenstern. Mit dem 15. Jh. begann die hohe Zeit der Glasmalerei. Kirchen, Paläste, Rat-, Zunft-, Wirts- und Privathäuser erhielten Glasfenster, die mit historischen Darstellungen oder Wappen bemalt waren. Die Verbreitung der Glasmalerei war vermutlich eine unmittelbare Folge des gotischen Baustils mit seinen hohen Fenstern. Das Bemalen der Glasflächen dämpfte das sonst im Überfluss hereinflutende Licht. 
 
Die Rolle Venedigs

Eine der Hochburgen im Mittelalter war Venedig, nach Angaben arbeiteten zeitweilig bis zu 8000 Menschen in venezianischen Glashütten. Vom 15. bis 17. Jahrhundert erreichten sie den Höhepunkt der Glasmacherkunst und Venedigs Kaufleute beherrschten den gesamtem Mittelmeerraum. und zwar sowohl in der Glasherstellung im Hüttenbetrieb als auch bei der Veredelung. Die Glaskünstler Venedigs nahmen manche Anregung aus dem islamischen Kulturkreis in ihre Arbeiten auf. Syrische Emailmalerei entwickelten sie weiter. Der Gipfel venezianischer Glasmacherkunst war die Schaffung reinsten Kristallglases, das sich durch den unnachahmlichen Glanz und absolute Farblosigkeit auszeichnete. Reiner Quarzsand und aus Meerespflanzen gewonnene Pottasche waren die Voraussetzung dafür. Charakteristisch für den Höhepunkt venezianischer Glasfertigung sind Pokale mit Hohlstielen und Fußschalen mit Reliefs des Markuslöwenkopfes. Im 17. Jh. zeigten bizarre Flügelgläser und Durchbrucharbeiten bereits den Verfall der Glasmacherkunst in der Renaissance an: Die Schliffe und Verzierungen sind zwar Ausdruck einer Technik in höchster Vollendung, wirken aber übertrieben. Glasmacher in Nordeuropa, vor allem in den Niederlanden und Deutschland, nahmen die Tradition Venedigs auf und leiteten zu gemäßigter Formgebung über. Im 17.bis 18. Jahrhundert wurden die sogenannten Wanderglashütten sesshaft.

Die Geheimhaltung der Glaszusammensetzungen war so streng, dass bei Weitergabe  der Herstellungsverfahren mit dem Tode zu rechnen war. Anderseits waren die Glasmacher so hoch angesehen, das sie nicht selten in den Adelsstand erhoben wurden. Die damals herrschenden Kreise der damaligen Republik Venedig, befürchteten also, die ertragreiche Einnahmequelle zu verlieren, deshalb brachten sie die Glasmachen im Jahre 1291 unter Vorwand des Feuerschutzes auf die nahegelegene Insel Murano. Die Muranessen besaßen gegenüber den anderen Bewohnern der Republik große Vorrechte. Leider mussten sie auf die Freiheit verzichten, die Insel zu verlassen.  
 
Glas in Deutschland

Im Gefolge der Römer entstanden Glashütten in Germanien. Diese hielten sich über eine gewisse Zeit und verschwanden dann wieder. Wir treffen auch bei der chemischen, handwerklichen und bautechnischen Kunst der Glasherstellung auf die lange Agonie der Kulturwelt zwischen 300 und 1000 nach Christus. Die Geschichte der deutschen Glasproduktion beginnt also erst im Mittelalter. Deutsche Glasmacher ließen sich in den verkehrsfernen Waldgebieten der Mittelgebirge nieder. Im Spessart, Thüringer Wald, Solling, Schwarzwald, Bayerischen Wald, Fichtelgebirge, Böhmerwald, Erzgebirge, Riesen- und Isergebirge wurde in wachsendem Umfang Glas erzeugt. Erschmolzen wurde zunächst ein grünliches, nicht gefärbtes Glas auf der Grundlage von Sand und Pottasche. Für die Gewinnung von Pottasche (Kaliumkarbonat) eignete sich am besten Buchen- und Eichenholz. Die Stämme wurden in großen Feuern verbrannt und die Asche in Gefäßen, den "Pötten", ausgelaugt. So gewann man Pottasche. Außerdem lieferten die Wälder Brennmaterial für die Glasöfen. Das fertige Produkt nannte man Waldglas. http://de.wikipedia.org/wiki/Waldglas

Daraus entstanden die meisten mittelalterlichen deutschen und böhmischen Gläser vor Einführung des Kristallglases. Waren die umherliegenden Waldungen abgeholzt, wurde die Hütte - meist nur ein schnell errichteter Holzschuppen für die Öfen und zur Aufnahme der fertigen Gläser - verlegt. Erst im 17. und 18. Jh. wurden die Wanderglashütten sesshaft. Ein treffendes Beispiel für die mittelalterliche deutsche Glasproduktion ist der Bayerische Wald. Interessant ist seine Glasgeschichte vor allem deshalb, weil hier bis heute die Glaserzeugung der dominierende Wirtschaftszweig geblieben ist und die Entwicklung in anderen deutschen Landschaften mit Glasproduktion ähnlich verlief.
 
Die Holzbeheizung wurde später z.B. in England zum Schutze der Wälder verboten. Man war jetzt gezwungen, Kohle zum beheizen der Schmelzöfen zu verwenden. Die bauliche Veränderung der Glasschmelzöfen war somit notwendig.

Die Rohstoffe zur Glasherstellung wurden aus den vorhandenen heimischen Mineralien gewonnen. Der Hauptglasbilder SiO2 wurde aus Sand bzw. Quarzstein gewonnen. Letzteres wurde stark erhitzt und im Wasser abgeschreckt, es entstand SiO2 - Granulat. Die aus Pflanzen gewonnene Asche ( Kaliumkarbonat ) diente als Gemengerohstoff. Deren Bezeichnung Pottasche ist darauf zurückzuführen, das die Pflanzen im Verbrennungstopf ( Pott ) eingedampft und ausgelaugt wurden. Den dadurch entstandene Rückstand bezeichnet man als Pottasche ( K2CO3 ). So zum Beispiel enthält Buchenholzasche etwa 18 % K2O. Unter anderem wurden auch Eichenholz und Meerespflanzen zur Herstellung von Pottasche verwendet.  
 
Vom Jugendstil zum modernen Glasdesign

An der Wende zu unserem Jahrhundert entstanden im Jugendstil nicht nur in Europa, sondern auch in den USA neuartige Glasformen und -dekorationen. Neben anderen Künstlern entwarfen in Frankreich Emile Galle (1846-1904), in Amerika Louis Komfort Tiffany (1848-1933), in Österreich Josef Hoffmann (1870 1956), in Deutschland Josef Maria Olbrich (1867-1908) und Karl Koepping (1848-1914) Jugendstilgläser. Der Einfluss des Bauhauses (1919-1933) strahlte auch auf das Glas aus. Der Bauhausschüler und -lehrer Wilhelm Wagenfeld (geb. 1900) schuf seit 1929 zahlreiche vorbildliche Gläser für verschiedene Glashütten. 
 
Auf dem Weg zur Glastechnologie

Die gesamte Glasgeschichte ist von dem Bemühen einzelner geprägt, Fertigungsverfahren und Produkt zu vervollkommnen und weiterzuentwickeln. 1679 faßte Johann Kunckel (1630-1703), Leiter der von Friedrich Wilhelm von Preußen bei Potsdam errichteten Glashütte, Überlieferungen und eigene Erfahrungen in seinem Handbuch "Ars vitraria experimentalis" zusammen, das bis ins 19. Jh. als wissenschaftliche Grundlage deutscher Glasmacherkunst anerkannt war. In München vertiefte sich Joseph Fraunhofer (1787-1826), Sohn eines Glasmeisters und gelernter Spiegelmacher, in die Technologie des Glases. Nach mannigfachen Versuchen gelang ihm die Erzeugung von Gläsern für leistungsfähige optische Geräte. Seine Fernrohre und Mikroskope waren berühmt. 1823 wurde er Professor der Physik und später in den Adelsstand erhoben.1676 entwickelten englische Glasmacher Bleikristall. Durch Zusatz von Bleioxid erhielt man ein Glas von hoher Brillanz und reinem Klang, das sich für reichen Schliff eignete. Auf dem Kontinent setzte es sich erst 100 Jahre später durch. Sehr reines Bleikristall diente als Flintglas optischen Zwecken. Vermehrte Förderung von Stein- und Braunkohle machten die Glashütten vom Holz unabhängig. Die Standorte der Glashütten waren nicht länger an das waldreiche Mittelgebirge gebunden, sondern konnten in verkehrsmäßig erschlossene Gebiete verlegt werden. Der seit Urzeiten benutzte Hafenofen, in dem die Glasrohstoffe in einzelnen keramischen Gefäßen, den Häfen, geschmolzen wurden, reichte für die Massenerzeugung nicht aus. Die Erfindung des Wannenofens mit einem Fassungsvermögen von bis zu mehreren hundert Tonnen ermöglichte die kontinuierliche Fertigung und den Einsatz von Maschinen. Die Ofentechnik wurde durch das Regenerationsverfahren, bei dem die Abluftwärme des Schmelzofens das Heizgas und die Frischluft vor der Verbrennung erhitzt, so dass der Sauerstoff besser genutzt werden und höhere Schmelztemperaturen erzielt werden können. von Grund auf verbessert. Kurz vor 1900 erfand der Amerikaner Michael Owens (1859-1923) die automatische Flaschenblasmaschine, die nach der Jahrhundertwende auch in Europa eingeführt wurde. Etwas später waren Verfahren zur maschinellen Herstellung von Flachglas verfügbar, ohne die der rasch wachsende Bedarf an Bauglas nicht hätte gedeckt werden können. Für den 1851 von Paxton in London zur Weltausstellung erbauten "Kristallpalast" wurden 300.000 genormte Glasscheiben als Wandelemente verbaut. 
 
Ernst Abbe und Otto Schott

Das Fundament für die moderne Glastechnologie legten zwei deutsche Wissenschaftler. Otto Schott (1851-1935), Chemiker und Glastechniker, ging der Abhängigkeit der physikalischen Eigenschaften des Glases von seiner Zusammensetzung nach. Im väterlichen Kellerlaboratorium untersuchte er den Einfluss fast aller Elemente auf die Glasschmelze. 1876 kam Otto Schott mit Ernst Abbe (18401905), Professor in Jena und Mitinhaber der Firma Carl Zeiss, in Kontakt. Abbe brauchte für seine hochwertigen optischen Instrumente geeignete Gläser. Otto Schott gelang nach jahrelangen, zunächst enttäuschend verlaufenden Versuchen mit der 93. Schmelzprobe ein Glas von idealer Beschaffenheit. Er siedelte nach Jena über und gründete zusammen mit Ernst Abbe Carl Zeiss und dessen Sohn Roderich das Glastechnische Laboratorium Schott und Genossen, das spätere Jenaer Glaswerk Schott & Gen. Weitere neuartige Glasarten und Schmelzverfahren wurden erdacht und erprobt: gegen Hitze, Druck und chemische Angriffe, optische Gläser für Mikroskope usw. Im Laufe der kommenden Jahre gab es kaum noch einen Bereich der Industrie, der nicht mit Qualitätsgläsern aus Jena versorgt wurde. Feuerfestes Glas zum Kochen und Backen zog außerdem in die Haushalte ein.
 
Glas in der ganzen Welt

Glas in einfacher Form lässt sich heute theoretisch überall auf der Welt produzieren. Seine wichtigsten Rohstoffe und Heizenergie sind nahezu immer vorhanden, und die erforderliche Technologie steht weltweit zur Verfügung. Es gibt kaum ein Kulturland ohne Glasproduktion auf der Erde. Die Herstellung von Glas zur Verpackung von Lebensmitteln und Getränken und als Gebrauchsgegenstand im Haushalt ist nicht selten der Beginn der Industrialisierung der Entwicklungsländer.
So treten immer mehr Völker in die viele tausend Jahre alte Glasgeschichte ein. Nichts deutet darauf hin, dass diese Entwicklung abreißt, denn Glas kann sich auf reiche Rohstoffreserven stützen und steht im Begriff, andere, knapper gewordene Materialien zu ersetzen

Ein weiteres Anwendungsgebiet des Glases, das sich seit dem 19. Jahrhundert rasch ausbreitete, ist die Chemie.
Sie benötigt für ihre Analysen und für die leistungsfähige Einrichtung zur labormäßigen und industriellen Synthese, Glas, mit hoher Widerstandkraft gegen Basen, Laugen und anderer Chemikalien, das zugleich feuerfest, also bei plötzlichen Temperaturänderungen (Temperaturwechselbeständigkeit) von über 100 Grad Kelvin nicht zerspringt. Vor allem brauchen die Chemie und die Pharmazie präzise Thermometer sowie Destillationsanlagen wachsenden Ausmaßes, die aus Glas sein müssen. Um Pharmaka über längere Zeit steril lagern zu können, benötigte man chemisch stabile Ampullen, Blutkonservenflaschen usw. Diese bot das Glas durch seine hervorragenden chemischen und physikalischen Eigenschaften.
Es entwickelten sich Glasbläser mit spezifischen Fertigkeiten und Fähigkeiten unter anderem Glasapparatebläser, (Glasapparatebauer), Thermometerbläser.

Es entstanden weitere spezielle Anwendungsgebiete, wie zum Beispiel in der Mikroelektronik. Dort dient Spezialglas als Unterlage für Schablonen und Schaltkreise sowie als hermetisch schließendes, ultraviolett durchlässiges Fensterchen über integrierten Schaltkreis, deren Speicherinhalt vom ultravioletten Licht gelöscht wird.

Die Elastizitätseigenschaft des Glases und die draus resultierenden Möglichkeiten, mit seiner Hilfe Schallwellen fortzuleiten, wird in jedem Farbfernsehgerät genutzt. Ein Übergang von Kupfer- zum Lichtleitkabel auf Glasfaserbasis ist eine Anwendung, die sich bei der digitalen Nachrichtenübermittlung entwickelt hat.

Aufarbeitung von Glas 

"Wohin mit dem Müll?" - auf diese eher unangenehme Frage der Politiker reagieren die Werksleiter von Glashütten gelassen: "Wenn es Glasabfälle sind, dann immer nur her damit zu uns. Wir können zur Zeit gar nicht so viele bekommen, wie wir gerne hätten."
Die Behälterglasindustrie begann etwa 1970 damit, gebrauchtes Glas wieder einzuschmelzen und damit einer neuen Verwendung zuzuführen. Mit Erfolg: In den vergangenen 20 Jahren wurden in den überall aufgestellten Glascontainern jährlich steigende Mengen Altglas gesammelt und wiederverwertet.