Maßgefertigtes Glas

Bestellung von Sonderglas

Glasarten und Spezifikationen

1. Kalk-Natron-Glas (Standardglas)

Zusammensetzung: SiO₂ (70–75 %), Na₂O (12–16 %), CaO (8–12 %).

Eigenschaften:

  • Hitzebeständigkeit: Niedrig (ΔT≈50°C), Erweichungspunkt ~600°C, anfällig für Thermoschockbrüche
  • Chemische Stabilität: Geringe Säurebeständigkeit (alkalische Komponenten säureempfindlich), mäßige Alkalibeständigkeit
  • Mechanische Festigkeit: Hohe Sprödigkeit, Mohshärte 5-6, leicht verkratzt
  • Lichtdurchlässigkeit: ~90 % (sichtbares Licht)

Anwendungen: Flaschen, Fensterglas, Dekorationsartikel

Kosten: Niedrigste, ca. 1,5–4,5 USD/m² (3 mm Dicke)

2. Borosilikatglas

Zusammensetzung: SiO₂ (80 %), B₂O₃ (10–13 %), Al₂O₃ (2–3 %)

Eigenschaften:

  • Hitzebeständigkeit: Hoch (ΔT≈150°C), Erweichungspunkt ~820°C, niedriger Ausdehnungskoeffizient (3,3×10⁻⁶/°C)
  • Chemische Stabilität: Säure- und alkalibeständig (Laborqualität), hohe Hydrolysebeständigkeit
  • Mechanische Festigkeit: Bessere Schlagfestigkeit als Kalknatronglas, Mohshärte 6-7
  • Lichtdurchlässigkeit: >92 % (ultraklares Borosilikat nähert sich 99 %)

Anwendungen: Laborglaswaren (z. B. Becher), hitzebeständiges Kochgeschirr (z. B. Backbleche), Beleuchtungskörper

Kosten: Mittelhoch, ca. 12–30 $/m² (je nach Reinheit und Dicke)

3. Borosilikatglas

Zusammensetzung: Höherer B₂O₃-Gehalt (12-15%), SiO₂ (70-75%)

Eigenschaften:

  • Hitzebeständigkeit: Ausgezeichnet (ΔT≈200°C), Erweichungspunkt >900°C, noch niedrigerer Ausdehnungskoeffizient (1,6×10⁻⁶/°C)
  • Chemische Stabilität: Beständig gegen starke Säuren und Laugen (außer Flusssäure), hervorragende Korrosionsbeständigkeit
  • Mechanische Festigkeit: Doppelte Biegefestigkeit gegenüber Standardglas, ähnliche Härte wie Borosilikat
  • Lichtdurchlässigkeit: Ultraklare Versionen bis zu 99,9 % (nahezu optischem Glas)

Anwendungen: Hochwertige Laborgeräte, Kaffeekannen, wandmontierte Kesselsichtfenster

Kosten: Hoch, ca. 22–60 $/m²

4. Glaskeramik

Zusammensetzung: Hauptsächlich Li₂O-Al₂O₃-SiO₂-System, mit Keimbildnern (z. B. TiO₂, ZrO₂)

Eigenschaften:

  • Hitzebeständigkeit: Außergewöhnlich (ΔT≈800°C), Erweichungspunkt >1200°C, hält direkter Flammenerhitzung stand
  • Chemische Stabilität: Säure- und alkalibeständig, hydrolysebeständig, UV-alterungsbeständig
  • Mechanische Festigkeit: Biegefestigkeit >150 MPa, Mohshärte 7-8, nahe an Stahl
  • Lichtdurchlässigkeit: Halbtransparent bis undurchsichtig (abhängig vom Kristallisationsgrad)

Anwendungen: Induktionskochfelder, Thermokacheln für Raumfahrzeuge, Materialien zur Zahnrestauration

Kosten: Sehr hoch, ca. 75–300 $/m² (je nach Prozesskomplexität)

5. Quarzglas

Zusammensetzung: SiO₂-Reinheit >99,95 %

Eigenschaften:

  • Hitzebeständigkeit: Höchste (ΔT≈1000°C), Erweichungspunkt 1730°C, kann 1200°C langfristig standhalten
  • Chemische Stabilität: Nur Flusssäure und heiße Phosphorsäure können es angreifen, beständig gegen andere starke Säuren und Laugen
  • Mechanische Festigkeit: Spröde, aber die Druckfestigkeit erreicht 1100 MPa (10× Standardglas)
  • Lichtdurchlässigkeit: Hohe Durchlässigkeit im gesamten UV-IR-Spektrum (insbesondere UV-Durchlässigkeit >90 %)

Anwendungen: Herstellung von Halbleiterwafern, Glasfasern, Laser, optische Fenster für die Luft- und Raumfahrt

Kosten: Extrem hoch, ca. 300-1500 $/m² (je nach Reinheit und Form)

6. Saphirglas (Einkristall-Aluminiumoxid)

Zusammensetzung: α-Al₂O₃-Einkristall

Eigenschaften:

  • Hitzebeständigkeit: Ausgezeichnet (Schmelzpunkt 2050 °C), aber spröde mit geringerer Wärmeschockbeständigkeit als Quarz
  • Chemische Stabilität: Säure- und alkalibeständig (außer konzentrierte Schwefelsäure und Flusssäure), korrosionsbeständig
  • Mechanische Festigkeit: Mohshärte 9 (nur Diamant übertrifft sie), extrem kratzfest
  • Lichtdurchlässigkeit: 85–90 % sichtbare Lichtdurchlässigkeit (höher bei einer Dicke von < 2 mm)

Anwendungen: Luxusuhrgläser, Smartphone-Kameraobjektivabdeckungen, militärische Panzerfenster

Kosten: Höchste Kosten, ca. 750–4500 USD/m² (je nach Größe und Bearbeitungspräzision)

Vergleichstabelle

Typ Hitzebeständigkeit Chemische Stabilität Mechanische Festigkeit Lichtdurchlässigkeit Kostenniveau
Kalk-Natron-Glas ★☆☆☆☆ ★★☆☆☆ ★★☆☆☆ ★★★☆☆ Niedrig
Borosilikatglas ★★★☆☆ ★★★★☆ ★★★☆☆ ★★★★☆ Medium
Borosilikatglas ★★★★☆ ★★★★★ ★★★★☆ ★★★★★ Mittelhoch
Glaskeramik ★★★★★ ★★★★☆ ★★★★★ ★★☆☆☆ Hoch
Quarzglas ★★★★★ ★★★★★ ★★★★☆ ★★★★★ Sehr hoch
Saphirglas ★★★★☆ ★★★★☆ ★★★★★ ★★★★☆ Höchste

Auswahlhilfe

  1. Economy Priority: Kalk-Natron-Glas (kostengünstiger Alltagsgebrauch)
  2. Erforderliche Hitzebeständigkeit: Glaskeramik (Kochgeschirr), Borosilikatglas (Labor)
  3. Extreme Umgebungen: Quarzglas (hohe Temperaturen/Strahlung), Saphirglas (kratzfest)
  4. Optische Anforderungen: Borosilikatglas oder Quarzglas mit hohem Gehalt (extrem geringe Verunreinigungen)

Hinweis: Bei der tatsächlichen Auswahl sollten bestimmte Szenarien berücksichtigt werden (z. B. Schlagfestigkeit, Lichtdurchlässigkeitsbänder, Verarbeitungsschwierigkeiten). Saphir und Quarzglas haben extrem hohe Verarbeitungskosten und erfordern eine sorgfältige Budgetbewertung.