Silicatgläser

Der Unterschied zwischen dem glasförmigen und dem kristallinen Zustand ist nur ein struktureller und hat mit der Zusammensetzung nichts zu tun. Fast alle Stoffe können heute (zumindest theoretisch) glasförmig hergestellt werden, wenn man die zur Kristallisation notwendige Zeit beim Abkühlen bzw. Ausscheiden nicht zur Verfügung stellt.

Einige Stoffe, wie $SiO_2$ und Silicate, finden nur langsam die richtige Kristallstruktur und bilden deshalb leicht Gläser. (Auch Metalle kann man glasartig herstellen, wenn die Abkühlraten bei etwa $10^8$K/s liegen). Besonders leicht tritt Glasbildung auf, wenn dem Glasbildner ( $SiO_2, GeO_2, P_2O_5, As_2O_5$) sogenannte Netzwerkwandler, meist basische Oxide ( $Na_2O, K_2O,$ $CaO$), zugesetzt werden.

Man unterscheidet Gebrauchsglas ( $(Na_2O, CaO)$-Glas) und Spezialgläser wie Jenaer Glas, Pyrex- und Supremaxglas, denen $B_2O_3$ und $Al_2O_3$ zur Verbesserung von Festigkeit, Ausdehnungskoeffizient und chemischer Beständigkeit zugefügt sind.

Farbige Gläser erhält man durch Zusatz von Metalloxiden wie $FeO$ (grün), $Fe_2O_3$ (braun), $CoO$ (blau) und $\stackrel {0}{Au}$ (rubin). Milchglas enthält Ausscheidungen von $Ca_3(PO_4)_2$ oder $SnO_2$.

Abbildung 48: Schematische zweidimensionale Darstellung von SiO$_4$-Tetraedern
(a) in kristallinem SiO$_2$,
(b) in glasigem SiO$_2$ und
(c) in Glas mit eingebauten Netzwandlern.