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Werkstofftechnik 2 - Schmelzen von Glas

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Werkstofftechnik 2

Schmelzen von Glas

Das Schmelzen von Gläsern findet bei Temperaturen von 1300 °C und 1600 °C statt.

Geschmolzenes Glas in Graphit-Kokille vergossen
Geschmolzenes Glas in Graphit-Kokille vergossen

 

Chemische Reaktionen in der Erwärmungsphase

Aber auch schon in der Erwärmungsphase treten wichtige chemische Reaktionen auf:

  1. Beispielsweise wird ab einer Temperatur von 600 °C $ CO_2 $ abgeschieden, da die festen Phasen $ CaCO_3$, $Na_2CO_3$, und $SiO_2 $ miteinander reagieren.

  2. Wird eine Temperatur von mehr als 800 °C erreicht, so beginnt der Schmelzvorgang einzelner Phasenteile, die im weiteren Verlauf immer weiter zunehmen, bis ab einer Temperatur von ca. 1150 °C  eine zähflüssige Schmelze vorliegt.

  3. Die ab einer Temperatur von 1150 °C vorliegende zähflüssige Schmelze besitzt, neben hauptsächlich flüssigen Anteile, auch teilweise gasförmige Reaktionsprodukte und vereinzelte höherschmelzende feste Anteile. Zu letzteren zählt hauptsächlich Quarz.

  4. Abschließend wird die Temperatur je nach Glasart auf bis zu 1600 °C erhöht, damit auch noch die letzten verbliebenen festen Bestandteile in Lösung gehen. Ist dieser Vorgang, der oft bis zu 24 Stunden in Anspruch nimmt, erfolgreich durchgeführt, ist auch der eigentliche Schmelzprozess beendet. 

Merke

Hier klicken zum AusklappenDie gasförmigen Reaktionsprodukte stellen ein viel geringeres Problem für den Schmelzprozess dar, als die festen Bestandteile. Sie sind viel mehr erwünscht, da sie für eine Homogenisierung und Durchmischung der Schmelze sorgen.

Übersicht der Verfahrensschritte

In der nachfolgenden Abbildung sind nochmals die einzelnen Erwärmungschritte und -reaktionen des Schmelzens aufgeführt:

Schmelzphasen
Schmelzphasen

Merke

Hier klicken zum AusklappenMöchte man die Haltedauer des Schmelzprozesses von Beginn an reduzieren, so empfiehlt sich die Beigabe von Glasscherben in das Gemenge.