miniatyr|En glaskula från Bretagne. Glas är en smälta som har stelnat till fast form utan att kristallisera. Det är ett material som har en transformationspunkt eller ett transformationsområde, ett icke kristalliserat, fast material. Genomlysande glas kallas flussglas (opaline). Till glas kan även räknas bland annat metalliskt glas och olika plaster som är amorfa. Ordet glas är germanskt med grundbetydelsen "glans".
Användningen av glas är bland annat till flaskor, burkar, skålar och olika dryckeskärl. Glas används till fönsterrutor i byggnader och fordon (bland annat vindrutor) samt för lampor och andra typer av belysning. En spegel består oftast av en glasskiva med en påmålad reflekterande yta på baksidan.
Kemiskt utgörs 95 procent av all glastillverkning av någon av tre typer av glas. Dessa är glas av kisel–kalk–soda (silikatglas), blyglas (kristallglas) och borosilikatglas.
Glasets komponenter
Tre huvudkomponenter Glas består i allmänhet av tre huvudkomponenter:
glasbildare flussmedel stabilisatorer
Glasbildaren är det material som utgör glasets grundmaterial. I traditionellt glas är det alltid kiseldioxid, i äldre tid oftast i form av kvartssand och senare krossad kvarts för att uppnå större renhet.Nationalencyklopedin multimedia plus, 2000 Andra ämnen som används är bortrioxid (i borsilikatglas) och fosforpentoxid.
Flussmedlet har till uppgift att sänka smälttemperaturen och viskositeten hos glaset. Ren kvarts har annars en smältpunkt på cirka 1200 °C. Samtidigt minskas dock även glasets motståndskraft, något som kan leda till glaspest. Oftast används oxider av alkalimetaller som dinatriumoxid (från soda) och dikaliumoxid (från pottaska).
Stabilisatorerna har till uppgift att motverka flussmedlets inflytande på glasets stabilitet och viskositet under tillverkningsprocessen. Den kan även påverka ljusbrytning, glans och lyster hos glaset, liksom tyngden. Stabiliserande medel i glas kan tas från fältspat, kalksten, dolomit, bariumkarbonat, zinkoxid och blyoxid.
Andra komponenter, värmebehandling Därutöver kan man tillföra luttringsmedel samt färgande eller grumlande komponenter.Hermelin, Carl F. & Welander-Berggren, Elsebeth (1980). Glasboken: historia, teknik och form : handbok. Stockholm: Askild & Kärnekull Luttringsmedlet ska bidra till att glaset blir fritt från ojämnheter och mer homogent.
Med speciell värmebehandling kan man bygga in spänningar i glaset, så att det är starkt i vissa situationer men sprött i andra. Ett experiment kan göras med en glaskolv som är så hård utifrån, att den kan användas som hammare att slå in en mindre spik med, men låter man så lite som en femtioöring falla ner i kolvöppningen spricker kolven i småbitar.
Typer av glas
Naturglas I naturen finns olika ämnen som betecknas som glas. Detta inkluderar vulkaniskt glas, där obsidian är en variant. Den här typen av glas består huvudsakligen av kvarts och aluminiumsilikater och har en högre hårdhet och motståndskraft än vanligt kisel-sodaglas.
Kisel-sodaglas Den vanligaste typen av glas är silikatglas (även kallat sodaglas eller kisel-sodaglas); det framställs med kiseldioxid som glasbildare, soda (natriumkarbonat) som flussmedel och kalksten (kalciumkarbonat) som stabilisator. Med pottaska (kaliumkarbonat) som flussmedel i stället för soda får man kaliglas (kaliumkalkglas, bömisk kristall, lättkristall), ett mjukare och mer svårsmält glas, samtidigt som det är mer motståndskraftigt mot kemiska angrepp.Svensk uppslagsbok, Malmö 1932 Buteljglas är ett enklare glas som förorenats av järn- eller kopparoxid (ger grön färgton) eller manganoxid (ger brun färgton).
Kisel-sodaglas av modernt slag har en ungefärlig smältpunkt på cirka 550 °C. Detta kan jämföras med en teoretisk minimismältpunkt på cirka 270 °C för glas.
Glasbildaren kiseldioxid utvinns ur kvartssand. Venetianarna använde ren flodsand från Po eller kusten i Istrien. De böhmiska glasmästarna använde krossad kvarts. På de flesta håll fick glaset en större eller mindre mängd föroreningar genom olika metalloxider. Stabilisatorn kalciumkarbonat erhölls genom tillsats av krossade musselskal hämtade från Egypten. Under medeltiden hämtade man kalcium från aska av havsalger eller träaska. Först på 1600-talet började man i Böhmen använda kalksten som stabilisator.Durdík, Jan (red.), Den stora antikvitetsboken, Folket i bild, Stockholm, 1971
Flussmedlet soda utvanns genom urlakning av havsalger från havet. I Böhmen, Tyskland och Norden använde man ursprungligen pottaska från bok- eller barrträdaska. Järnföroreningar gjorde pottaskeglaset gröntonat, och på 1500-talet börjar man använda mangandioxid (brunsten) för att färga av glasmassan. Med tiden börjar man importera soda från medelhavstrakterna för att kunna framställa ett renare glas. Kaliumglaset var väl lämpat för glasslipning och fortsatte därför tillverkas i Böhmen, och sedan man på 1670-talet och 1680-talet börjat använda kalksten som stabilisator. Andra modernare stabilisatorer är dolomit, bariumkarbonat och zinkoxid.
Kristall- och borsilikatglas
När blymönja (blyoxid) ingår som stabilisator talar man om blyglas, som även benämns kristallglas. Blyglas har en lägre smältpunkt än kisel-sodaglas.
Om glasbildaren kiselsyra delvis (upp till 56 procent) byts mot borsyra (tillsätts i glasmassan som borax) får man borsilikatglas, som är särskilt motståndskraftigt mot kemisk påverkan, tål hög temperatur och är motståndskraftigt mot snabba temperaturväxlingar. Denna sorts glas har därför stor teknisk användning.
Andra typer Till kvicksilverlampor används så kallat hårdglas innehållande 20-30 procent aluminiumoxid. Smältning av ren kvartssand utan tillsatser ger kvartsglas, som har den speciella egenskapen att det släpper igenom ultraviolett ljus (UV-ljus). Det är denna sorts glas som används till urladdningsröret i kvartslampor. Utöver detta tillsätts också ofta luttringsmedel för att erhålla cirkulation i glasmassan då luttringsmedlet avger gaser.
Vanligt glas är sprött och krossas lätt, men med speciella tillverkningsmetoder kan man göra "okrossbart" glas (varumärke Duralex), så kallat härdat glas, som används bland annat till hushållsföremål och bilrutor. När glas används för optiskt bruk, såsom linser av olika slag, utnyttjar man de speciella ljusbrytningsegenskaperna hos flintglas och kronglas. Andra typer av glas är skottsäkert glas och säkerhetsglas.
Färgningstillsatser För att färga glas används olika metaller eller metalloxider. Exempel är: Gulgrönt – uranoxid eller kromoxid Gräsgrönt – kromoxid Blågrönt – kromoxid eller kopparoxid Mörkgrönt – kromoxid, kopparoxid eller manganoxid Ljusgult – selen, titanoxid, ceriumoxid Guldgult – selen, uranoxid Orange – selen, kadmiumsulfid Guldrubin – guldklorid, manganoxid Signalrött – selen, kadmiumsulfid, zinkoxid Rött – selen och guld Rosa – selen, manganoxid Grått – järnoxid, kopparoxid, nickeloxid, manganoxid Ljusgråbrunt – järnoxid, nickeloxid Buteljbrunt – manganoxid, järnoxid, nickeloxid, kolpulver Rödviolett – manganoxid Blåviolett – manganoxid, koboltoxid Ljusblått – koboltoxid Blågrönt – kopparoxid Klarblått – koboltoxid, manganoxid Brunt – kol och svavel Svart – manganoxid, järnoxid, kromoxid, kopparoxid
Opalglas eller mjölkvita glas tillverkas genom tillsats av grumlande komponenter, antingen kryolit eller flusspat, eller trikalciumfosfat, benaska.
Optiska glas Andra typer av glas som används inom optik är flintglas och kronglas.
Historia miniatyr|Det vulkaniska glaset obsidian, är en vulkanisk bergart miniatyr|Romerskt glas Glas är mycket gammalt. Glas kan uppstå naturligt genom förglasning av sand; så sker ibland vid blixtnedslag. Genom upphettningar av bland annat fornborgsmurar har förglasning av sand förekommit; det är dock oklart om det haft praktisk funktion.
Omkring 8 000 f.Kr. lyckades man i Mesopotamien skapa förglasade ytor på lerkärl som därigenom fungerade som en sorts glasyr. Från omkring 6 000 f.Kr. stammar det äldsta föremålet i rent glas, en persisk amulett gjuten i lerform.
Antiken och tidig medeltid Under antiken göts antingen glaset. Alternativt tillverkades glasflaskor genom att glastråd lindades runt en lerkärna, som därefter knackades bort. Omkring 1 500 f.Kr. växte en betydande glasproduktion fram i Egypten men även i Fenicien och Mesopotamien. I dessa trakter hade man lämplig sand, sjöar med hög halt av soda och tillgång till kalksten och krita.
Först cirka 50 f.Kr upptäcktes glasblåsningen. Romarna var de första som lärde sig att slipa glas, och under denna tid lärdes hur man kunde sänka smälttemperaturen genom att tillsätta kalk eller soda före upphettningen av materialet.
Under 100-talet e.Kr. började man första gången kunna framställa ett halvgenomskinligt och någorlunda ofärgat glas. Det var dock först i Venedig som man på 1300-talet lyckades smälta en "Christallo". Detta glas var dock efter moderna krav tämligen orent och har en tydligt grå nyans.
Romarna startade en rad hyttor i det erövrade Gallien och Spanien, och efter romerska rikets fall kom glasblåsare att dröja sig kvar i dessa områden, även om det tekniska kunnandet minskade. I stället kom Syrien att bli det område där glaskonsten under tidig medeltid kom att utvecklas till sin högsta konst.
Venedig och Centraleuropa Dock kom Venedig tidigt att bli en central plats för glastillverkning. Kunnande inhämtades från Östra medelhavsområdet, och många glasblåsare flydde troligen hit från Konstantinopel i samband med dess många plundringar under medeltiden. Man kom redan under 1500-talet att kunna framställa en glasmassa som i renhet inte överträffades i övriga Europa på många hundra år. Man utvecklade också millefioriglaset, flügelglaset och tråd- eller nätglaset.
Sakta spred sig glashanteringen norrut. Redan på 1300-talet hade den nått de böhmiska klostren. I motsats till det venetianska glaset där de använde natriumkarbonat som flussmedel använde man här kaliumkarbonat. Glaset var till en början starkt förorenat och grönfärgat av järn och kopparoxider, och det gröna så kallade Waldglaset fick en helt annan, tyngre form än det venetianska. Med tiden lärde man sig dock att avfärga glasmassan och återupptog även den sedan romartiden obegagnade glasslipningen. På 1500-talet börjar man även gravera glas. Den böhmiska kalikristallen lämpade sig bättre för slipning och fick snart världsrykte för sin bergkristallsliknande struktur.
Senare utveckling I England och Irland låg glaskonsten länge efter övriga Europa, och skogsbrist gjorde möjligheten att etablera glasbruk här sämre än på kontinenten. 1675 uppfann dock George Ravenscroft en metod att genom tillsats av blymönja få ett mer lättsmält glas, som därmed blev mer lämpat för slipning än sodaglaset. Blyglaset behövde också med sin lägre smälttemperatur mindre bränsle.
År 1825 togs i USA patent på den första metoden för tillverkning av pressglas.
Michael Joseph Owens mekaniska maskin, i vardagligt tal kallad Owensmaskin, banade väg för automatiseringen av glastillverkningen i början av 1900-talet.
Sverige I Sverige har man funnit enstaka glaspärlor i gånggrifter och gravar från bronsålder, men fynden är sällsynta och bedöms därför som tillfälligheter. I en krigargrav från Dalby i Nättraby socken i Blekinge har man hittat en ringformig liten blå glaspärla jämte avsatsyxa, spjut, svärd osv. Det är första gången glas visar sig i nordiska fynd, daterbar till övergångtiden sten-bronsålder.