KLAAS (0)

KLAAS
Klaas on olulise tähtsusega amorfne (mittekristalliline), anorgaaniline materjal mis madalatel temperatuuridel on tahke ja habras kuid kõrgetel temperatuuridel pehmeneb. Eksisteerib suur hulk erinevaid klaasitüüpe värvituist värvilisteni, läbipaistvast läbipaistmatuni.
Erinevalt metallidest ja sooladest ei ole klaasil kristallilist struktuuri ning sellepärast ei sula ta mingil kindlal temperatuuril, vaid läheb tahkest vedelasse olekusse üle laia temperatuurivahemiku ulatuses. Just selle omaduse tõttu on klaas hinnatud kui hästitöödeldav materjal prilliklaaside tööstuses. Sõltuvalt vajalikust protsessist ( venitamine , pressimine, puhumine ) valitakse sobiv temperatuuri vahemik.
Fakt on see, et klaas on viskoosne materjal ja ta ei säili tahkena samas asendis igavesti . Seda tavaelus igapäevasel klaasikasutamisel ei märka. Aga näiteks klaasi vajumist võib silmaga näha, kui vaadata mõne vana kiriku aknal klaasvitraaži võib märgata klaasi paksuste erinevust üleval ja all, sest klaas on ülevalt palju õhem kui altpoolt.
Põhjus: klaasi viskoosne mass langeb sajandite jooksul vähehaaval allapoole.
KLAASIVALMISTAMISE AJALUGU
Kuigi klaas on üks vanematest ja kõige tavalisematest materjalidest, mis on kunagi valmistatud, leidub veel tänapäevalgi palju küsimusi tema täpse olemuse kohta.
Klaasi võib defineerida kui amorfset (mittekristallilist) kõva materjali, mida saadakse anorgaanilise kõrgel temperatuuril kuumutatud segu jahutamise teel.
Arvatakse, et esimene klaasitükk leiti vulkaanist . Naturaalselt moodustunud klaasi avastati maailma erinevate aktiivsete vulkaanide juurest. Kõige üldisem naturaalse klaasi vorm oli obsidiaan - must - poolläbipaistev materjal, mis võib olla killuline või klombiline. Võib arvata, et obsidiaanist tehti tol ajal erinevaid tööriistu, relvi ning kaunistusi.
Ei ole täpselt teada, millal klaasi esmakordselt valmistati, kuid W. Gasson, annab oma “ Rooma ajaloos” vihje, kuidas arvatavasti avastati klaasi valmistamise saladus . Ta kirjeldab kuidas laev mille lastiks oli naatriumoksiid (looduslik kristallsooda) liikus mööda jõge. Kaupmehed kes läksid laevalt kaldale süüa tegema, kasutasid pottide toetamiseks naatriumoksiidi kamakaid. Kui poti alla tuli tehti, hakkas aga sooda kõikide imestuseks sulama ning segunes poti all kaldal oleva liivaga . Kaupmeeste üllatuseks tekkis sinna hiljem, kui segu oli ära jahtunud , läbipaistev tardunud kiht - see oli klaas.
Hoolimata sellest, kus ja millal esmakordselt klaasi nähti, hakati seda esmakordselt meisterlikult valmistama Egiptuses.
Keerukalt ja kaunilt vormitud klaas ilmus nähtavale kuidagi väga äkki ning see vihjab sellele, et egiptlased võisid importida klaasivalmistamisoskuse kuskilt mujalt, aga see jääb meile saladuseks.
Peale Süüria ja Egiptuse vallutamist Ι sajandil õppisid roomlased klaasitegemise kunsti sealsetelt meistritelt ning arendasid välja Rooma klaasitööstuse.
Rooma Impeeriumi laienedes laienes ka klaasimeisterdamise kunst , Rooma Impeeriumi allakäigul käis alla ka klaasikunst .
Koos Impeeriumi langusega tulid klaasivalmistamiskeskused tagasi Kesk Itta , ning püsisid seal kuni Renessansiajastu alguseni .
Renessansi perioodi klaasitootmise märkis üles, D.W. Horne .
Ligikaudu 1000 aasta jooksul valmistati klaasi Rhinlandi metsa vabrikutes, kohalikku puitu kasutati sulatusahjudes tule tegemiseks ning kaasivalmistamiseks vajalikku järelejäänud tuhka kaaliumkarbonaadi segus.
Klaasisulatusahjude kohta teatakse niipalju, et esimesed kasutamiskõlblikud toodeti 13 sajandil Inglismaal ning samal ajal hakati seal valmistama ka aknaklaase ja toidunõusid.
Veneetsias hakati valmistama esimest kristallklaasi umbes 1550 aastal ning oma toodangut eksporditi Inglismaale . Et konkureerida Itaalia kristalliga, töötasid inglise klaasimeistrid 1676 aastal välja kristalli vormi mida tehti purustatud flintkivist - see oli esimene flint klaas.
Aja möödudes hakati klaasi rohkelt tootma Itaalias, Saksamaal, Prantsusmaal ja Inglismaal. Selle tagajärjel muutus klaas üldiselt kättesaadavaks ning klaasist tehtud esemeid hakati laiaulatuslikult kasutama.
Optilise klaasi areng
Klaasil on kaks head omadust mis teevad ta eriti sobivaks materjaliks optiliste klaaside tootmisel. Klaas on selgelt nähtava värvivalikuga ja tema pinnad on töödeldavad nii et ei kahjustu klaasi läbipaistvus.
Üks esimestest refereeringutest kuidas kasutati konveksset (pluss) klaasi on kirjutatud Kreeka näitekirjaniku Aristophanese (450-388 e.K) poolt 423 e.K tema näidendis “ Komöödia pilvedest “:
Strepsiades: Kas sa oled näinud rohumüüja käes selgelt läbipaistvat kivi, mida tehakse tules?
Socrates : Kas sa mitte ei mõtle klaasi?
Strepsiades: Just seda.
Socrates: Noh, mida sa mõtled sellega teha?
Strepsiades: Ma juba tegin , kui mulle saadeti kohtukutse võtsin ma selle kivi
ning suunasin päikesevalguse läbi kivi kirjale. Kogu kiri sulas
kohtukutselt! (Spetsiades oli viidanud sellele, et kirjutamiseks kasutati
sellel ajal vahatablette.)
Prillide leiutamine toimus 13 sajandi lõpus (kui defineerida prillideks kahte klaasi mis on paigutatud raami ja mida kasutatakse ametroopia korrigeerimiseks).
On teada, et võimalikud prillide leiutajad olid hiinlane (teatas Marco Polo1270 aastal) Roger Bacon ning itaallased Salvino degli Armati ja Alesandro di Spina .
Sellel ajal ei olnud kättesaadavad kvaliteetsed homogeensed klaasid ning esmaseid prilliklaase kasutati ainult presbüoopia korrigeerimiseks.
Liikuva trükipressi leiutamine sakslase Johannes Guttenbergi poolt 1440 aastal populariseeris suuresti lugemist ja andis hoogu prillide valmistamisele.
Vajadus kõrgekvaliteediliste läätsede järgi ilmnes aga alles seoses teleskoobi leiutamisega Galileo poolt 1608 aastal. Fraunhoferi päikese spektraalanalüüsi eksperimendid, tema kirjeldus valguse dispersioonist ja valguskiirte murdumisest klaasil, termin “kindlad jooned spektril” ning huvi värvide korrektsioonist teleskoobi läätsedega, kõik see tiivustas inglast John Dollandit 1757 aastal välja mõtlema akromaatilist läätse, mis valmistati kroon- ja flintklaasi komponentidest.
Omadussõna “kroon” oli 17 ja 18 sajandil kasutuses Inglismaa kodudes, tähendades aknaklaasi. Samuti öeldi enne optiliste klaaside arengut ka prilliklaaside kohta krooni lääts. Tänapäeval viitab see sõna klaasile , mis koosneb paljudest koostisosadest : ränidioksiid, sooda või kaaliumkarbonaat, lubi .
1676 aastal kasutas inglane George Ravenscroft maa ränimulda ränidioksiidi allikana ja ühendas sellega suhteliselt suure koguse pliid nagu klaasi ühe põhilise koostisosa . Sündis uus klaas mida hakati nimetama ränikivi klaasiks ehk flintklaasiks.
See klaas oli pehmem, raskem, puhtam ja rohkem säravam kui mõni teine klaas.
Flintklaasist valmistati kausse ja klaase ning kõrgekvaliteedilisi kristalltooteid.
Üks esimesi optilise klaasi valmistajaid oli šveitslane P.L.Guinand, kes avastas umbes1814 aastal et homogeneetiline klaas (ühtlane) on võimeline rohkem suurendama , kui klaasisulam valada kindlasse vormi.
1827 aastal hakkas Michael Faraday Inglismaal optilise klaasi kvaliteeti täiustama. Ta avastas meetodi kuidas puhastada klaasisulamit kõrvalistest ainetest ja konstrueeris plaattinast sulatusnõu. 1839 aastal alustasid vennad Chance `d Inglismaal suures ulatuses optiliste prillide tootmist.
1876 aasta alguses katsetasid Ernst Abbe ja Otto Schott Saksamaalt suure hulga erinevate keemiliste oksiididega klaasi tootmist ning arendasid välja hulgaliselt uusi optilise otstarbega klaase.
Peale 1880 aastat olid ainukesed optiliselt kvaliteetsed klaasid kroon ja flint.
Lisades flintklaasile plaattina oksiide suurendati murdumisnäitajat ja dispersioonivõimet (hajumisvõime) ning kõrvutati flintklaasi võrdluseks kroonklaasiga.
Baariumkroonklaasi avastas1880 aastal Abbe, kes tutvustas klaasi kõrget murdumisnäitajat ilma märgatava hajumisvõime kasvuta.
Abbe ja Scotti uuringute tulemusena hakkas Carl Zeissi firma optilise klaasi tootmisel väljapaistvaid tulemusi saavutama .
Ameerika Ühendriikides oli klaasivalmistamine üks esimesi tööstusi, mis sai alguse Virginia Kolooniates. 1607 aastal toodeti seal värvilisi klaashelmeid mida kasutati kaubitsemisel indiaanlastega. Esimese katse Ameerikas optilist klaasi toota tegi Georg Macbeth 1889 aastal Elwoodis, Indiaana Osariigis, kuid varsti ta loobus. Järgmise katse tegi Bauch & Lomb optical Company 1912 aastal ja tootis kuni aastani 1915 olulisel hulgal hea kvaliteediga optilisi klaase.
1917 aastal Ι Maailmasõja ajal toodeti Ameerikas kogu maailma tarbeks mõne kuuga ligikaudu 272000 kg prilliklaase.
Tänapäeval moodustavad Pittsburgy Plate Glass Company ja Schott Class Technologies Inc. peamise klaasitööstuse Lääne.
Klaasi koostis
Mineraalklaas on sulamisprotsessi produkt . Tema sulamass koosneb:
70% klaasi vormija – kvarts,
20% sulav materjal – sooda ja kaaliumkarbonaat,
10% klaasi kõvendaja – oksiidid .
Erinevate metallide oksiididega ja fluoriidiga (1%) muudetakse klaaside värve ja optilisi omadusi.
Lisades näiteks klaasisulamile plii-, titaani- ja lantaanioksiide suureneb murdumisnäitaja, lisades baariumoksiidi ja fluoriidi väheneb dispersioon.
Raua, koobalti, vanaadiumi ja magneesiumi lisamisega klaasisulamile saadakse erinevat värvi klaasi päikseprillidele.
Tehniline klaas koosneb peamiselt naturaalsest toormaterjalist. Enamus optilisi klaase tehakse aga kõrge keemilise puhtusega sünteetilisest toormaterjalist.
Optiliste klaaside kolm peamist varianti on oftalmiline kroonklaas, flintklaas ja baariumkroonklaas.