creatie

maakproces

De samenstelling en fysio-chemische eigenschappen van glas

Het is belangrijk dat de volgende drie componenten in de juiste verhouding in het glasrecept aanwezig zijn: glasvormers, smeltpuntverlagers en stabilisatoren. Het meest eenvoudige glasrecept bestaat uit zand, soda en kalk, maar er is eigenlijk bijna geen element in het periodiek systeem dat niet ooit eens in een glasrecept is beland of intentioneel is toegepast. Er zijn duizend-en-één glasrecepten en regelmatig worden hier nog nieuwe aan toegevoegd. Het is bovendien van alle tijden uit de glasgeschiedenis dat glasmakers soms gebruik maakten van glasafval. Het is handig om eerder gemaakt glas te smelten en er eventueel andere ingrediënten aan toe te voegen. Glas komt ook in de natuur voor. Het gesteente obsidiaan kan worden gevormd tijdens vulkanische activiteit of als gevolg van een meteorietinslag. Door de enorme hitte vormt zich glas uit zand, soda en kalk.


Obsidiaan bron Zamnesia

Netwerkvormers

Zand of kwarts
Zand of kwarts dient als bron voor de glasvormer silica (siliciumdioxide SiO²). Als we het pure mineraal kwarts chemisch bekijken zien we een mooi kristalrooster, dat is opgebouwd uit tetraëders van silicium en zuurstof. Als we dit materiaal smelten dan krijg je glas, waarbij de tetraëders niet meer zo netjes gerangschikt zijn. We spreken dan van een amorfe structuur. Voor het smelten van silicaten is een temperatuur nodig van 1700 graden Celsius. Deze temperatuur was in vroegere smeltovens niet haalbaar. Ook in de huidige tijd is dit een te hoge oventemperatuur voor de gemiddelde glasstudio. Naast siliciumoxide bestaan andere glasvormers: loodoxide, boronoxide of germaniumoxide.

Smeltpuntverlagers (fluxes)

Soda
Vanwege de hoge smelttemperatuur van silicium is het belangrijk dat er in het recept (al dan niet intentioneel), smeltpuntverlagers zitten. Bekende alkali-bestand­delen met een smeltpuntverlagend effect zijn soda of potas (natrium- of kalium­carbonaten). Door de toevoeging van alkali-bestand­delen, wordt het silica­netwerk hier en daar losgebroken. Een zuurstof­atoom dat geen verbinding meer heeft met het siliciumatoom kan dan een ionbinding aangaan met natrium of kalium wat smeltpunt­verlagend werkt. De smelt­temperatuur kan hiermee worden teruggebracht tot ongeveer 1100 graden Celsius, afhankelijk van de hoeveelheid glas.

Stabilisatoren

Kalk
De toevoeging van kalk (calciumcarbonaat) of lood kan de glas­samen­stelling stabiliseren. Zuurstof­atomen die losbreken tijdens het smeltproces van glas kunnen dan ook een verbinding aangaan met een calciumatoom. Er zijn twee zuurstof­atomen nodig om te koppelen aan een calcium atoom. Het calcium zorgt daardoor voor de stabiliteit van het glas.

Andere materialen die het glasnetwerk kunnen modificeren zijn bijvoorbeeld magnesium, aluminium, boron, lood, lanthanum en nog veel meer.