Glas Flashcards
Warum ist ein Fenster durchsichtig?
- keine Streung –> Abwesenheit von Phasengrenzen, da Glas eine eingefrohene Flüssigkeit ist,
- Absorptionsmechanismen: ca. 92% Transmission + 8% Absorption und Reflexion,
- Glas ist ein Dielektrikum, dh es liegen keine freien Elektronen wie in einem Metall vor und hat große Bandlücke E(unten gap),
- Valenzelektronen des Sauerstoffs, wechselwirken erst bei höherenergetischer Anregung im UV-Bereich: wenn h*v «_space;E(unten gap),
- -> Transparenz T -> 0, bei der UV-Bandkante, z.B. elek. Prozesse,
- -> Transparenz T -> 0, bei der IR-Bandkante, z.B. ionische Prozesse
Warum heizt ein Auto auf?
- eintreffende kurzwellige Wärmestrahlung der Sonne wird zu einem großen Teil, ca. 90%, durchgelassen/Transmittiert,
- heizt sich auf 50-80 grad auf
- -> bei diesen Temperaturbereich niedrige Transmission,
- Wärme bleibt im Auto eingesperrt (Gewächshauseffekt),
- > im UV-Bereich ist die Scheibe weitgehend undurchlässig, unwahrscheinlich im Auto einen Sonnenbrand zu bekommen
- > auch bei ewig langem sitzen, reicht die Strahlungsintensität pro Zeit nicht aus.
Luftvorwärmen (Brennluft) durch:
- regenerativ, indireter Wärmeaustausch,
- -> 35-50 % Wirkungsgrad
- rekuperativ, direkter Wärmeaustausch,
- -> 20-35 % Wirkungsgrad
Regenerator
- müssen zwei alternierend arbeitende Brennersysteme installiert sein.
Wenn das eine Brennersystem arbeitet, wird das heiße Abgas, durch eine Feuerfestgitterung, in das andere System geleitet und wärmt diese auf. Nach einer gewissen Zeit ist diese Feuerfestgitterung aufgeladen. Dann wird das System wechselt und das System mit dem aufgeladenen Regenerator wird verwendet. Dann strömt kalte Luft in den Regenerator, wärmt sich über die Gitterung auf und wird dann mit dem Brenngas gemischt und verbrannt.
-> Feuerwechsel: alle 15-30 minuten
(hohe Investment)
Anforderung Feuerfestmaterial Regenerator
- mechanische Stabilität,
- chemische Stabilität ( Korrosionsschutz),
- thermische Stabuilität (thermische Belastug aufgrund Flammenwechchselzyklus)
- > entscheidend für die Effizienz,
- > Feuerfestqualität +Belastungstemperatur nimmt von oben nach unten ab,
Rekuperator
- direkter Wärmeaustauscher im Gegenstrom Prinzip,
- im Betrieb stabiler, da er ohne Flammenwechsel betrieben wird,
- geringe Investment,
Aufstellfläche ist deutlich kleiner als für Regenerator.
-> jedoch: niedrige Vorwärmtemperatur im Vergleich zum Regenerator bei Abgastemperatur von 1140 C wird eine Luftvorwärmung von 700 C erreicht,
Floaten: Badschmelze Anforderung
- Dichte höher als die des Glases,
- minimale chemische Reaktivität mit dem Glas,
- Niedriger Dampfdruck,
- Siedetemperatur > 1400 C & Schmelzpunkt < 500 C,
–> Sn: sehr gute Oberflächenqualität, hohe Dichte
Floaten: Maßnahmen gegen Qualitätsprobleme
- Schwelle im Boden zur Unterstützung der Strömungswalzen,
- Bubbling im Boden zur Unterstützung der Strömungswalzen,
- Boasting im Boden zur Unterstützung der Strömungswalzen.
Floatglaswanne
- Athmosphäre: Stickstoff, Wasserstoff
- regenerativ,
- Cross-fired - Querbeheizte Wanne,
- erlaubt genaue Temperatureinstellung über die Länge der Wanne im Vergleich zu U-Flammen Wanne,
- nicht sehr Energieeffizient,
- offenes Design zwischen Schmelze und Arbeitswanne, um Turbulenzen und Schlieren zu vermeiden und geschichtete Glasqualität sicherzustellen,
- Wanne möglichst Breit.
Was ist Glas?
- ein (vorwiegend) nichtkristalliner Werkstoff,
- > keine Translationssymmetrie der atomaren Struktur,
- zeigt einen Glasübergang: T(g)
- eine unterkühlte eingefrohrene Flüssigkeit,
- ein Werkstoff ohne Gefüge.
Länge eines Glases
Der Bereich von 4 bis 6 dPas, resp. 7,6 dPas stellt den sogenannten Arbeitsbereich dar. Das
Temperaturintervall, in dem dieser Arbeitsbereich durchlaufen wird, wird Länge des Glases
genannt. Die Länge des Glases sagt nichts über die Zeit aus, in der dieses Temperaturintervall
durchlaufen wird.
Zwei Stücke Glas haben die gleiche chemische Zusammensetzung und Länge. Dennoch besitzen sie unterschiedliche Verarbeitungszeiten in der Formgebung. Was ist der Grund dafür?
Die Länge des Glases sagt nichts über die Zeit aus, in der dieses Temperaturintervall
durchlaufen wird. Zwei chemisch nahezu identische Gläser können sehr unterschiedliche
Abkühlgeschwindigkeiten haben, wenn z.B. das eine Glas durch einige 100 ppm
FeO braun gefärbt ist und damit eine deutlich andere Temperaturleitfähigkeit aufweist, als
das nicht gefärbte Glas.
Wovon ist die Viskosität eines Glases abhängig?
von der Temperatur und Zusammensetzung (Oxidzusammensetzung)
–> mit steigender Temperatur sinkt die Viskosität.
Messung durch:
- Dilatometer
- Rotationsviskosimeter
- Erhitzungsmikroskop
Die fiktive Temperatur:
- Die Temperatur, bei der der
Relaxationszustand eingefroren wurde, nennt man fiktive Temperatur, T(f). - T(f) ist die Temperatur, bei der die Gleichgewichtsstruktur der Schmelze identisch ist mit der Struktur, die das Glas momentan zeigt. Also die Temperatur, bei der die Struktur des Glases effektiv
eingefroren wurde. - Die fiktive Temperatur Tf ist ein Maß für die molekulare Ordnung und das strukturelle Gleichgewicht eines Glases (Strukturrelaxation) als Funktion der Abkühlgeschichte und ist die Temperatur, bei der das System beim Abkühlen aus dem inneren Gleichgewicht herausfällt.
- Die fiktive Temperatur beeinflusst z.B. die Festigkeit oder Brechzahl eines Glases.
Netzwerkbildner
- Zunahme der Viskosität,
- Erhöhung der Erweicherungstemperatur, der Ritzhärte, Temperaturwechselbeständigkeit
bsp.
SiO2
B2O3
P2O5
