Saphirglas - how to do that?
Viele besitzen eine Uhr mit Saphirglas, viele schätzen dessen Vorteile - aber wie macht man so ein Glas eigentlich?
Ist im Prinzip ganz einfach: etwas chemisches Grundgeschick und los gehts.
Man benötigt wenig: Aluminiumtrioxid in Pulverform, ein Hydrozonlötgerät mit mindestens 2100 Grad, einen Drehteller und ein Sieb.
Aluminiumtrioxid ist die Grundsubstanz für Korund. Korunde sind Edelsteine, die auch in der Natur vorkommen, man kennt sie unter dem Namen Saphir und Rubin. Hierbei handelt es sich um prinzipiell die selbe Chemikalie, eben Aluminiumoxid, die jedoch durch Beimengung verschiedener Spurenelemente unterschiedliche Färbungen aufweisen. Ohne Spurenelemente ist Korund jedoch reinweiß und wird in der Natur zuweilen auch so gefunden. Die begehrteste Eigenschaft des Korunds ist jedoch seine Härte. Mit einer Mohshärte von 9 wird er lediglich von Diamanten und manchen Spezialschleifstoffen angegriffen und ist dementsprechend widerstandsfähig gegen Kratzer aller Art. Daher der Versuch, Korund zu synthetisieren.
Der Grundstoff ist hundsordinäres Aluminiumtrioxid, oxidiertes Aluminium, welches man sich theoretisch sogar vom Alurahmen seines Mountainbikes runterschaben und pulverisieren könnte.
Dieses Pulver wird nun sehr fein gemahlen und durch ein Sieb geschüttelt. Das feine Pulver trifft auf bereits erwähnte Hydrozonflamme, wird von dieser auf mindestens 2100 Grad erhitzt und schmilzt. Die Schmelztropfen treffen auf den sich langsam drehenden Drehteller und erkalten dort langsam. Aus diesen erkaltenden Tropfen, die sich langsam aufeinander auftürmen, entsteht langsam aber sicher eine transparente, farblose Wurst, in der Fachsprache Schmelzbirne genannt. Im Prinzip vergleichbar mit der Lambruscokerze beim Italiener um die Ecke.
Theoretisch könnte man diesem Aluminiumoxidpulver nun kleinste Mengen Spurenelemente (Chrom, Mangan, Eisen, Kupfer) zusetzen, dann erhielte man synthetische Saphire und Rubine in verschiedenster Ausführung und Farbe. Aber uns interessiert ja die farblose Wurst (obwohl z.B. ein froschgrünes Glas für die LV technisch kein Problem darstellt :D )
Diese Wurst kann man in diversen Größen herstellen, in unserem Fall ist es ratsam, die Wurst so dick zu machen, daß der Durchmesser ausreicht, um das ZB unserer Uhr abzudecken.
Die entstandene Wurst wird nun in Scheiben geschnitten und geschliffen, fertig ist das Glas.
Dieses Verfahren ist bekannt als das Verneuil-Verfahren und ist seit 170 Jahren bekannt. Auch wenn die Fertigungstechniken en detail wesentlich komplizierter sind, um Reinheit und Transparenz sicherzustellen - im Prinzip ist die Herstellung kein Problem. Und das Grundmaterial ist billig - rohe Schmelzbirnen werden zu Preisen von unter 1 cent/g gehandelt.
Fertig ist nun das Glas - kratzfest und robust wie ein natürlicher Saphir. Und warum können diese Gläser - wenn sie doch so kratzfest sind - splittern, wenn sie hinfallen? Das ist eine Besonderheit eines jeden Kristalls: Spaltbarkeit und Bruch. Absolut reine Kristalle sind Meisterwerke der Ästhetik, sie wachsen in von der Natur exakt vorgegebenen Gitterstrukturen. Diese Gitterstruktur sorgt nun für die Härte, denn es gibt keine fehlerhaften Stellen innerhalb des Systems, es ist perfekt miteinander verzahnt. Die Schwachstellen jedoch liegen in den entstandenen Strukturen selbst: sie sind so exakt, daß sie glatt aneinander abspalten, wenn ein entsprechend gesetzter Schlag just so auf das Kristallgitter trifft, daß sich die Schlagenergie parallel zur Wachstumsachse des Kristalls fortbewegt. Man könnte das mit 2 Glasplatten visualisieren, die man aufeinander legt. Wenn man auf die Doppelscheibe drückt, wird sie nicht nachgeben. Wenn man jedoch von der Seite drückt, wird die eine Scheibe auf der anderen relativ mühelos davongleiten. Hab ich mich da verständlich genug ausgedrückt?
Und noch was prinzipielles: beim oben hergestellten Stoff handelt es sich um eine Synthese - hier kann man vielleicht noch rasch den Unterschied zwischen Synthese und Imitation erklären. Eine Synthese ist ein Material, welches in Optik UND chemischem Aufbau der natürlichen Originalsubstanz entspricht, aber nicht natürlichen Ursprungs ist. Ein synthetischer Korund entspricht also einem natürlichen Korund exakt bis in den molekularen Aufbau, es unterscheidet sie nur die Tatsache, daß das eine vom Menschen bewußt hergestellt und das andere zufällig entstanden ist. Bei einer Imitation wird hingegen nur die optische Eigenschaft kopiert. Die Imitation eines Saphirs ist demnach zwar auch blau und durchsichtig, weist aber eben nicht die chemischen Eigenschaften wie Härte, kristalliner Aufbau oder Lichtbrechung auf. Eben nur eine Imitation.
RE: Saphirglas - how to do that?
Danke für den Einblick! =)
Zitat:
Original von Donluigi
Eine Synthese ist ein Material, welches in Optik UND chemischem Aufbau der natürlichen Originalsubstanz entspricht, aber nicht natürlichen Ursprungs ist. Ein synthetischer Korund entspricht also einem natürlichen Korund exakt bis in den molekularen Aufbau, es unterscheidet sie nur die Tatsache, daß das eine vom Menschen bewußt hergestellt und das andere zufällig entstanden ist.
Das würde ja aber bedeuten, daß man doch keinen Unterschied mehr feststellen könnte ("exakt bi sin den molekularen Aufbau") ... kann man aber doch schon, oder? Der Unterschied zwischen einem natürlichen Saphir und einem synthetischen ist doch (wenn auch mit aufwändigen Mitteln) feststellbar, oder nicht? :rolleyes:
RE: Saphirglas - how to do that?
Danke für den Beitrag. :gut: :gut: :gut:
Sehr aufschlussreich.
Gruß Rolf
RE: Saphirglas - how to do that?
Gibts das auch als Hörbuch auf CD.
Schbass. Toller Beitrag :gut:
