ガラスってナニ?

珪素(けいそ)結合イメージ図

珪素(けいそ)

酸素(さんそ)

ガラスはどのような形になっているか顕微鏡でのぞいても何も見えません。
それは、透明だから?顕微鏡のレンズもガラスで出来ているんですよ。
なかなかガラスの正体はわかりませんね。
そこでガラスはどのように作られているか考えてみましょう。
ケイ素原子には酸素原子がが2つ付いています。
この状態がいくつも重なりあって固まった状態が
珪砂(けいさ)と呼ばれる半透明の砂です。
決して特別な物質ではなく、海岸や砂場などに含まれる白い砂が近い物質といえます。

ガラス化状態イメージ図

珪素(けいそ)

酸素(さんそ)

ナトリウム又はカリウム
珪素が集っている珪砂(けいさ)を塊にする為にナトリウムがつなぎの役割をします。
ナトリウムは、身近な物では、食塩や重曹などの基本となる物質です。
熱を加えることによって融解させ、珪砂(けいさ)にナトリウム又はカリウムが
凝固した結合状態をガラスといいます。
ケイ素と酸素の間にナトリウム又はカリウムが入りこみ、常温では固まっていますが、温度が上昇するにしたがい、その結びつきは緩やかになり流動的となります。
特定な配列は持たず、ばらばらな状態で存在します。
(特殊ガラスを除き、結晶化はしない)

ちょうど、砂が塩と混ざって湿気で固まった状態であるが、フライパンでいってあげると、水分が蒸発してバラバラになってしまうのに似ています。
しかし、この状態のガラスを水に入れると、ナトリウムが水に溶けてしまい、バラバラになってしまうので、水に溶けにくくするる物質を混ぜ耐水性を持ったガラスにします。
耐水性ガラス化状態イメージ図
珪素(けいそ

酸素(さんそ)

ナトリウム又はカリウム

カルシウム

水に溶けにくいガラスにする為に、カルシウムが用いられます。
カルシウムはナトリウムと結びつきやすく、溶けたカルシウムは
ナトリウムを包み込むような形で結合するので水との結びつきを遮断します。
これで水に溶けないガラスがで来ました。
このほかに、
・ガラスをとけやすくする為の溶融剤(ようゆうざい)
・色を透明にする為の消色剤(しょうしょくざい)
・かくはんして泡をぬきとる清涼剤(せいりょうざい)
・色ガラスにする為の着色剤(ちゃくしょくざい)
などを入れる事によって、作りたいガラスを完成させます。

このページに関しては個人的な感覚によるものです。


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