Definitie van glas

Glas is een amorfe substantie die ontstaat door smelten. Glas kan ook worden gemaakt door sol-gel en schokgolven te verhitten. Thermodynamisch wordt glas een bevroren, onderkoelde vloeistof genoemd. Deze definitie is van toepassing op alle stoffen die dienovereenkomstig snel worden gesmolten en gekoeld. Dit betekent dat zich kristalkernen vormen wanneer de smelt stolt tot glas, maar dat er niet genoeg tijd is voor het kristallisatieproces. Het stollende glas stolt te snel om de bouwstenen opnieuw te kunnen rangschikken tot een kristal. Om de zaken te vereenvoudigen, komt de atomaire structuur van een glas ongeveer overeen met die van een vloeistof. Het transformatiegebied, dat is het overgangsgebied tussen smelt en vast, ligt voor veel glassoorten rond de 600 ° C.

Ondanks het ongedefinieerde smeltpunt zijn glazen vaste stoffen. Ze worden echter in gespecialiseerde terminologie “niet-ergodisch” genoemd. Dat wil zeggen, hun structuur is niet in thermodynamisch evenwicht. Veel kunststoffen, zoals plexiglas, vallen ook in de categorie glas vanwege hun amorfe structuur en een glasovergang, hoewel ze een geheel andere chemische samenstelling hebben dan silicaatglas. Ze worden daarom vaak organisch glas genoemd.

Facade van glas

Het verschil tussen glas en andere amorfe vaste stoffen is dat bij verhitting glas in het gebied van de glasovergangstemperatuur in een vloeibare toestand verandert, terwijl niet-glasachtige amorfe stoffen in het proces kristalliseren.

Op basis van de waarneming van de eigenschappen van glas en hun structuur, zijn veel pogingen gedaan om een ​​alomvattende definitie te geven van de term glas. De erkende glaswetenschapper Horst Scholze heeft een evaluatie gemaakt van de meest voorkomende pogingen om de term glas te definiëren. G. Tamman definieerde de glastoestand in 1933 als volgt: “De glastoestand bevat de vaste, niet-gekristalliseerde substanties.”, Terwijl de ASTM 1945 de definitie suggereerde “Glas is een anorganisch smeltproduct dat in wezen stolt zonder kristallisatie.” F. Simon gaf al in 1930 een definitie vanuit thermodynamisch oogpunt: “In fysisch-chemische zin is glas een bevroren, onderkoelde vloeistof.” Volgens Scholze hebben al deze definities hun verdiensten, maar ook hun zwakheden. De Tamman-definitie is te algemeen en sluit silicagel, dat ook een niet-kristallijne vaste stof is, als glas niet uit. De beperking van de ASTM-definitie tot anorganische stoffen werd door Scholze als twijfelachtig beoordeeld, aangezien sommige organische glazen nu bekend zijn. Een uitgebreide definitie werd gegeven door de terminologiecommissie van de USSR: “ Glazen zijn allemaal amorfe lichamen die worden verkregen door een smelt onder te koelen, ongeacht hun chemische samenstelling en het temperatuurbereik van hun stolling, en die, als gevolg van de geleidelijke toename van de viscositeit, mechanisch zijn. Veronderstel eigenschappen van vaste lichamen. De overgang van de vloeibare naar de glastoestand moet omkeerbaar zijn. ”De beperking van glas tot vaste stoffen verkregen uit een smeltfase is ook twijfelachtig vanuit het perspectief van vandaag, aangezien het sol-gelproces ook amorfe vaste stoffen of glas kan produceren . De eigenaardigheid van de glastoestand van materie gaat zo ver dat sommige onderzoekers het beschouwen als de “vierde toestand van materie tussen vast en vloeibaar”.