Die Definition von Glas

Glas - eine eingefrorene Flüssigkeit?
Glas ist ein aus dem Schmelzfuß amorph erstarrtes Gemisch verschiedener Silikate und besteht hauptsächlich aus Alkali- und Kalzium-Silikaten. Amorphe Gemische weisen keine oder nur auf sehr kleine Bereiche beschränkte innere Ordnung der Moleküle oder Ionen auf. Aufgrund dieser Besonderheit haben sie keinen festen Schmelzpunkt, sondern erweichen allmählich.

Grafisch läßt sich diese Besonderheit der eingefrorenen Flüssigkeit wie folgt darstellen:

Normalerweise nimmt beim Abkühlen einer Flüssigkeit deren Volumen ab. Dann tritt im Normalfall am Schmelzpunkt Ts die Kristallisation ein, die mit einer starken Volumenabnahme verbunden ist. Dabei wird die durch die Abkühlung freiwerdende Energie zum Aufbau der Kristallstruktur eingesetzt, weshalb die Temperatur in diesem Punkt konstant bleibt. Nachdem der Kristallisationspozeß abgeschlossen ist, kühlt das Medium weiter ab, wobei sich das Volumen nur noch geringfügig ändert.

Dies ist allerdings beim Abkühlen von Glas im Punkt Ts nicht zu beobachten. Das Volumen verringert sich bei stetiger Temperaturabnahme, da keine Energie zum Aufbau einer Kristallstruktur verwendet wird. Man spricht vom Zustand der unterkühlten Schmelze. Ab dem Temperaturpunkt Tg, der Glasbildungstemperatur, steigt die Viskosität der Schmelze stetig an und der Festkörper Glas entsteht. Aus der Flüssigkeit wird also ein Festkörper im amorphen Zustand. Die Fehlende Kristallstruktur ist auch die Ursache dafür, daß Glas durchsichtig erscheint und das Licht den Festkörper passieren kann.

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