Hitzebeständiges Glas
Hitzebeständiges Glas ist so konstruiert, dass es hohen Temperaturen standhält, ohne zu brechen. Die Fähigkeit des Glases, hohen Temperaturen standzuhalten, ist hauptsächlich auf einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) in Kombination mit einer hohen Glasübergangstemperatur zurückzuführen. Daher wird hitzebeständiges Glas häufig in Anwendungen eingesetzt, in denen hohe Temperaturen, Temperaturschwankungen oder thermische Schocks üblich sind – wie z. B. beim Kochen, in Laboren oder industriellen Prozessen.
Was ist hitzebeständiges Glas?
Hitzebeständiges Glas ist ein weit verbreiteter Glastyp, der seine Form bei Temperaturen bis ca. 500°C (932°F) behält, ohne zu brechen. Hitzebeständige Glaskeramik-Materialien können sogar Temperaturen von bis zu ca. 1.000°C (1800°F) standhalten.
Wie wird hitzebeständiges Glas hergestellt?
Die Hitzebeständigkeit des Glases leitet sich hauptsächlich von seinen Inhaltsstoffen ab. Ein thermisches Vorspannverfahren kann dem Glas jedoch auch eine Temperaturwechselbeständigkeit und die Fähigkeit verleihen, sehr hohen Temperaturen standzuhalten. Das macht es ideal für Brandschutz- und Sicherheitsverglasungen. Da es die Festigkeit und Haltbarkeit erhöht, wird das thermische Vorspannen auch häufig bei Architekturglas eingesetzt. Dabei wird die Glasscheibe gleichmäßig auf eine Temperatur von etwas unter 100°C erwärmt und über ihren Umwandlungspunkt hinausgeführt. Anschließend wird die Oberfläche schnell abgekühlt, wodurch der Kern des Glases vorübergehend wärmer bleibt als seine Oberfläche. Dieses Vorgehen erzeugt Druckspannungen an der Oberfläche des Glases, was die Elastizität deutlich verbessert.
Hitzebeständiges Glas bietet auch die Vorteile hoher mechanischer Festigkeit, starker chemischer Beständigkeit und hoher optischer Transmission – beeindruckend für ein Material, das vor über einem Jahrhundert erfunden wurde.
Neben der bereits erwähnten Möglichkeit der thermischen Vorspannung, die Glas hitzebeständiger machen kann, gibt es einen weiteren Ansatz, der Spezialglas in Glaskeramik verwandelt. Diese zweistufige Methode beginnt mit Glasschmelze und Heißformgebung. Das Ergebnis ist ein Rohglas mit spezifischen Eigenschaften, das für die zweite Stufe maßgeschneidert ist: Keramisierung. Die Keramisierung ergibt ein Material mit außergewöhnlichen Eigenschaften, das rauen Umgebungen und Bedingungen standhält. Dies schließt minimale Ausdehnung über einen breiten Temperaturbereich und maximale Temperaturen von bis zu 950°C ein.
Welche Vorteile bietet hitzebeständiges Glas?
Hitzebeständiges Glas bietet Forschung, Unternehmen, Industrie und Privathaushalten viele Vorteile.
Welche Art von Glas ist hitzebeständig?
Es gibt verschiedene Arten von hitzebeständigem Glas, die jeweils ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen haben. Dazu gehören:
1. Borosilikatglas: Borosilikatglas ist eine Glasart, die häufig für Laborgeräte und andere Hochtemperatur-Anwendungen infrage kommt. Es besteht unter anderem aus einer Mischung aus Siliziumdioxid und Bor-Trioxid und ist daher sehr widerstandsfähig gegen thermische Schocks. Seit der Erfindung von Borosilikatglas durch Otto Schott im Jahr 1887 ist Borosilikatglas zu einem der am weitesten verbreiteten Hochtemperatur-Materialien der Welt geworden. Heute ist Borosilikatglas in fast jedem Zuhause, Arbeitsplatz und Wohngebäude zu finden.
2. Glaskeramik: Glaskeramik ist ein Material auf Basis von Spezialglas. Glaskeramik ist hitzebeständig und kombiniert die besten Eigenschaften von Glas und Keramik. Glaskeramik wird in zwei Produktionsschritten verarbeitet: Schmelze und Keramisierung des Rohglases. Sie bietet einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) von nahezu Null, was sie sehr widerstandsfähig gegenüber thermischen Schocks macht. Glaskeramik wird häufig in Hochtemperaturanwendungen wie Brandschutz verwendet und ist dient in vielen Küchen dieser Welt als moderne Kochfläche (SCHOTT CERAN® Glaskeramik-Kochfelder).
Mehr erfahren über Glaskeramik
Ist gehärtetes / getempertes Glas hitzebeständig?
Gehärtetes (getempertes) Glas ist eine Art hitzebeständiges Glas, das hergestellt wird, indem Glas auf eine hohe Temperatur erhitzt und dann schnell abgekühlt wird. Dieses Verfahren macht das Glas fester und hitzebeständiger.
Welches ist das hitzebeständigste Glas?
Eine der am weitesten verbreiteten und vielseitigsten Formen von hitzebeständigem Glas ist Borosilikatglas, das 1887 von Otto Schott erfunden wurde. Dieses revolutionäre Glas entsteht durch Zugabe eines hohen Anteils an Bor-Oxid zu Siliziumoxid während des Glas-Schmelzprozesses. Das Ergebnis ist ein stark vernetztes Netzwerk von Molekülen, das dem Material nicht nur eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen Temperaturschocks und -schwankungen ermöglicht, sondern auch über hervorragende mechanische Eigenschaften, eine hohe Transmission und eine Auswahl an Verarbeitungsverfahren verfügt.
Borosilikatglas, z. B. in Form von DURAN® Glasrohr, beginnt bei Temperaturen über 525°C zu erweichen, was es zu einer zuverlässigen Wahl bei Temperatur-Szenarien unter 500°C macht.
Fortschrittliche Glaskeramik auf Basis von Spezialglas-Substraten wie NEXTREMA® ist in Bezug auf Hitze- und Temperaturschock-Beständigkeit anderen Materialien überlegen. NEXTREMA® zum Beispiel hält Temperaturschocks von bis zu 820°C stand und bietet Betriebstemperaturen von bis zu 950°C.
Welche Produkte bestehen aus hitzebeständigem Glas?
