Chemistry of glass

Takaisin Tietopankkiin

Lasin kemia

Tasolasin pääainesosa on SiO2 (kvartsihiekka). Sillä on korkea, noin 1700 °C:n sulamislämpötila, ja tässä lämpötilassa sen olomuoto muistuttaa siirappia hyvin kylmänä päivänä. Piidioksidin perusrakenneosalla on tetraedrin muoto, jonka keskellä oleva piiatomi on sitoutunut symmetrisesti neljään happiatomiin sen kulmissa: sen kemiallinen kaava on SiO4, ja se on negatiivisesti varautunut.

Kun sulaa piidioksidia jäähdytetään nopeasti, näistä kulmistaan toisiinsa kiinnittyneistä tetraedreistä muodostuu satunnaisesti järjestäytynyt verkosto. Näin syntyy amorfinen materiaali, jota kutsutaan kvartsilasiksi.

Käytännön ja taloudellisista syistä piidioksidin korkeaa sulamispistettä ja viskositeettia alennetaan lisäämällä natriumoksidia (juoksutetta) karbonaatin muodossa. Tällöin natrium- ja happiatomit liittyvät pii-happiverkostoon valenssitilojensa mukaisesti. Nämä atomit tunnetaan verkonmuodostajina.

Muut tasolasin pääainesosat, kalsium ja magnesium, liittyvät verkostorakenteeseen verkonmuokkaajina. Näiden muokkaajien vaikutuksesta rakenteista tulee monimutkaisempia, jolloin komponenttien sulaessa yhteen atomien on jäähdytysprosessin aikana vaikeampi asettua kiteytymisen vaatimiin säännöllisiin muodostelmiin. Lasinvalmistusprosessissa jäähdytysnopeus säädetään siten, että viskositeetti kasvaa ja atomien liikkuvuus heikkenee, mikä estää atomien järjestäytymisen ja kiteytymisen.

Tästä syystä lasia kutsutaan usein alijäähtyneeksi nesteeksi: sillä ei ole varsinaista kiteytymis- tai sulamispistettä, eikä siinä esiinny kiteytymisen tai sulamisen piilevän lämmön (latenttilämmön) ilmiötä.

Tutustu lasiteknologiaan

Takaisin Tutustu lasiteknologiaan
Lasiteknologia Sir Alastair Pilkington Float-prosessi Lasinjalostus Lasi Rakennuksissa Lasi Ajoneuvoissa