Az üvegről röviden

Mi is valójában az üveg, hogyan és miből állítják elő, milyen fajtái léteznek?

Az üveg anyaga

Az üveg kémiai és fizikai szempontból igen érdekes anyag, hiszen valójában nem más, mint túlhűtött folyadék. Sosem szilárdul meg teljesen, még ha ránézésre a szilárd testek közé sorolnánk is. Az üveget olvasztással állítják elő a következő anyagok kb 1500 Celsius fokra való hevítésével:

Alapanyagok:

Kvarchomok (SiO2)
Bór-oxid ( B2O3)
Alumínium-oxid ( Al2O3)
Nátrium-oxid ( Na2O3)
Kalcium-oxid ( CaO)
Mészkő (CaCO3)
Magnézium-oxid (MgO)
Kálium-oxid (K2O)

A kvarchomokról érdemes megjegyezni, hogy különösen tisztának és vasmentesnek kell lennie, valamint fontos, hogy szemcsenagysága a megfelelő határok között ingadozzon. Ilyen tiszta üveghomok előfordulása a természetben igen ritka, nagyobb mennyiségben csak Német-, Cseh-, és Franciaországban, illetve Angliában található meg. Hazánkban eddig csak Fejér-megyében bukkantak rá.

Segédanyagok:

• Tisztulást segítők: a gázbuborékokat távolítják el az olvadékból. Fő képviselőjük az arzéntrioxid (As2O3).
• Olvasztást gyorsítók (folyósítók): az alapanyagok feloldódását segítik, leszállítják az olvadáspontot.
• Színtelenítők: a nem kívánatos színező és szennyező anyagok hatását szüntetik meg. Általában barnakőből, szelénből vagy szelénsókból, nikkeloxidból, kobaltoxidból vagy ezek keverékéből állnak.
• Színezők: vas-, mangán-, kobalt-, nikkel-, króm-, réz-, szelén- és urán vegyületek (molekuláris színezők), illetve arany, ezüst, és réz (kolloidális színezők).
• Tejesítők (opálosítók): az üveget fehérré teszik. Nyersanyagai a fluor- és a foszforvegyületek.

Miután ezen összetevőket felhevítik, megindul az üvegképződés, az alapanyagok összeolvadnak. Az olvadékból 1500 fokon eltávoznak a gázbuborékok és az anyag egyneművé válik, megtisztul. A lehűlés után azonban nem áll meg teljesen az anyag belső áramlása, csupán olyan szintre minimalizálódik, ami szabad szemmel észrevehetetlen, és az emberi időmérték számára sem megfogható.

Üvegfajták

Mind összetétel, mind felhasználás szempontjából különböző üvegfajták léteznek, ezek a következők:

• Nátronüveg (közönséges vagy normál ablaküveg): alapanyaga a kvarc mellett a szóda és a mészkő. Nagy mennyiségben készítenek belőle olcsó üvegárut, pl. poharakat, palackokat, ablaküveget, stb.
• Káliüveg (kristályüveg vagy csehüveg): alapanyaga a kvarc, a hamuzsír és a mészkő. Hőálló, ezért laboratóriumi üvegeszközöket, dísztárgyakat, értékesebb háztartási eszközöket (pl. poharakat stb.) készítenek belőle.
• Ólomüveg (és itt kell felhívnom a figyelmet arra, hogy az üveg effajta összetételére vonatkozó megnevezést ne keverjük össze a díszüvegezés egyik technikájára használatos kifejezéssel, ugyanis az ólomsínekbe fektetett színes üvegekből kialakított üvegtáblát szintén ólomüvegnek hívjuk, ám a fogalom teljesen mást takar): míniumból, hamuszínből és kvarcból, nagy tisztaságban előállított üvegfajta. Sűrűsége nagy, és könnyen csiszolható. Csiszolt és csiszolatlan dísztárgyakat, poharakat, tálakat, tálcákat stb. készítenek belőle.
• Hőálló üveg: hőtágulása kicsi; jó hőállóságát a bór- és az alumínium-oxid tartalomtól nyeri. Háztartási üvegárut (pl. kávés-, teáskészletet), laboratóriumi eszközöket (pl. lombik, kémcső, főzőpohár stb.) világítástechnikai cikkeket (pl. izzókat, fénycsöveket stb.) készítenek belőle.
• Tej- és opálüveg: ezt az üvegfajtát úgy nyerik, hogy homályosító anyagokat adagolnak az üvegolvadékhoz. Így az üveg matt, nem átlátszó, bizonyos mértékig hőálló lesz. Fehér változata a tejüveg.
• Kvarcüveg: ezt tiszta szilícium-dioxidból állítják elő. Vegyszerállósága, hőállósága igen jó, kitűnően viseli a hőmérséklet-változást. Kvarcüvegből készülnek például laboratóriumi eszközök, fénycsövek, stb.

Mindamellett, hogy a mindennapjainkban jelen van az üveg, olyan területeken is megjelenik, ahol nem is sejtenénk: az emberi szervezetben. A Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium kutatói új, biológiailag aktív üveget fejlesztettek ki, amelyen keresztül a fémimplantátumok a csonttal "összenőnek", ami jelentősen növelheti a mesterséges csípő, térd, könyök és egyéb csontpótlások élettartamát. A témáról bővebben a Híd csont és fém között: a bioaktív üveg című írásban olvashatsz.