Karte 1: Was ist Viskosität?
Definition:
Viskosität beschreibt die Zähflüssigkeit eines Stoffes, also den Widerstand gegen das Fließen.
Einheit:
Pascal-Sekunde (Pa·s) oder häufig in Poise bzw. log η (logarithmische Viskosität in dPas)
Merksatz:
Je höher die Viskosität, desto zähflüssiger ist das Glas.
Beispiel:
- Bei 1400 °C liegt die log η oft bei 2–4 (relativ dünnflüssig, formbar)
- Bei 1000 °C kann log η > 10 sein (fest bis halbfest)
Karte 2: Temperaturabhängigkeit der Viskosität
Glas ist viskositätsabhängig von der Temperatur:
| Temperaturbereich | log η (dPas) | Zustand des Glases |
|---|---|---|
| > 1200 °C | 1–4 | sehr dünnflüssig (z. B. Schmelzen) |
| ca. 1050–1150 °C | 5–7 | formbar (z. B. Blasen, Walzen) |
| ca. 700–800 °C | 10–12 | zähflüssig – Transformationsbereich |
| < 500 °C | >13 | festes Glas |
Karte 3: Was ist Dichte?
Definition:
Dichte ist das Masse-Volumen-Verhältnis eines Stoffes.
Formel:
rho = m / V
rho = Dichte in g/cm³ oder kg/m³
m = Masse
V = Volumen
Typische Werte für Glas:
- Flachglas: ca. 2,5 g/cm³
- Bleiglas: bis 5,5 g/cm³
Merksatz:
Je mehr Schwermetalle im Glas, desto höher die Dichte.
Karte 4: Wofür braucht man Viskosität & Dichte in der Praxis?
- Viskosität bestimmt die Formgebung: Wann ist das Glas „formbar“?
- Dichte hilft bei:
- Qualitätskontrolle
- Bestimmung von Zusammensetzung
- Simulation von Strömungsverhalten in der Schmelze
Beispiel:
Ein Glas mit hoher Viskosität bei 1200 °C ist schwerer zu verarbeiten – z. B. bei Scherben mit zu hohem Alkaligehalt.
Karte 5: Transformationspunkt (Tg)
Definition:
Der Transformationspunkt ist die Temperatur, bei der Glas vom plastischen in den festen Zustand übergeht – also der Übergang zwischen zähflüssig und starr.
Typischer Wert für Flachglas:
ca. 520–560 °C
Wichtig für:
- Spannungsfreiheit beim Abkühlen
- Lagerung und Weiterverarbeitung
- Erkennen von strukturellen Änderungen
Karte 6: Transformationsbereich
Definition:
Der Temperaturbereich, in dem das Glas nicht mehr plastisch, aber noch nicht vollständig starr ist. Es ist ein Bereich, kein fester Punkt.
Typisch:
ca. 450–550 °C (je nach Glasart)
Im Transformationsbereich passiert:
- Relaxation von Spannungen
- Volumenänderung verlangsamt sich
- Struktur „friert ein“
Karte 7: Warum sind Tg und Viskosität prüfungsrelevant?
- Für die Steuerung des Kühlprozesses (Abkühlkurve muss unterhalb Tg erfolgen)
- Bei Tempern und Glaskeramiken
- Für die Kalkulation der Formgebungstemperaturen
Fragebeispiele aus Prüfungen:
- „Was versteht man unter dem Transformationspunkt?“
- „Nennen Sie den Zusammenhang zwischen Temperatur und Viskosität.“
- „Welche Dichte hat Flachglas typischerweise?“
Karte 8: Was du können musst
| Thema | Verständnis & Können |
|---|---|
| Viskosität erklären | Zähflüssigkeit und Temperaturabhängigkeit |
| log η Werte deuten | z. B. log η = 13 ⇒ Glas ist fest |
| Dichte berechnen | rho = m / V |
| Tg kennen | typischer Tg für Flachglas: ca. 520–560 °C |
| Transformationsbereich | z. B. 450–550 °C |
| Viskosität in Schmelze | für Formgebung und Energieeinsatz relevant |
Übersicht: Viskosität (log η in dPas) und Glaszustände
| log η (dPas) | Temperaturbereich (ca.) | Zustand des Glases | Anwendung / Bedeutung |
|---|---|---|---|
| 0 – 2 | > 1400 °C | sehr dünnflüssig (Wasserähnlich) | Schmelze → Glas beginnt zu fließen |
| 2 – 4 | 1350–1450 °C | flüssig | Einschmelzen im Wannenbereich |
| 4 – 6 | 1200–1350 °C | formbar, blasenfähig | Tropfenbildung, Maschinenglasformung |
| 6 – 8 | 1050–1200 °C | zähflüssig, formstabil | Tropfenabreißkontrolle, Einspeisen, Walzen |
| 8 – 10 | 900–1050 °C | plastisch | Übergang zu halbfest – wichtig für Streckprozesse |
| 10 – 12 | 750–900 °C | sehr zäh | Übergangszone zur Spannungshärtung |
| 13 – 14,5 | 500–750 °C | Übergang zum starren Zustand | Transformationsbereich – Spannungen frieren ein |
| > 14,5 | < 500 °C | fest / starr | Kein plastisches Verhalten mehr |
Wichtige Fixpunkte:
| Bezeichnung | log η (dPas) | Bedeutung |
|---|---|---|
| Arbeitsbereich (formbar) | 3 – 6 | Glas ist verformbar für industrielle Verfahren |
| Transformationspunkt (Tg) | ca. 13 | Glas „friert ein“, Spannung beginnt sich aufzubauen |
| Erweichungspunkt | ca. 7,6 | Übergang in plastischen Zustand |
| Schmelzbeginn | ca. 2 – 3 | Glas beginnt zu fließen |
| Fertig geschmolzen | < 2 | sehr dünnflüssig → homogenisierte Schmelze |
Merksätze für die Prüfung:
- log η unter 3? → Glas ist flüssig wie Sirup – ideal zum Schmelzen.
- log η bei 5? → Glas lässt sich formen – ideal für Walzen, Blasen, Pressen.
- log η über 13? → Glas wird spröde – Vorsicht bei Abkühlung wegen Spannungen!