5000 ével ezelőtt valahol a Közel-Keleten,a Földközi-tenger partján valaki minden bizonnyal tüzet rakott,majd később ékszerhez hasonló,átlátszó gömböcskékre lett figyelmes a homokban.Hogyan vált ez az új,érdekes anyag -az üveg- a 20.század háztartásának és építőiparának egyik legfontosabb elemévé?

Az üveggyártás nyersanyaga,a kvarchomok (szilícium-dioxid) a Földön a legnagyobb mennyiségben előforduló ásvány.Színe tejfehér.Sokféle kőzet alkotója,például a gránité is.S mivel valaha a homok úgy keletkezett,hogy a víz apró részecskékre morzsolta a kőzeteket,a homok a legfontosabb szilícium-dioxid forrás.Ha tengerparton járunk,vegyünk alaposan szemügyre egy maréknyi homokot.Minden homokszem,amely félig átlátszó -s nem fekete,vörös,sárga vagy más színű-,szilícium-dioxid-szemcse.A homok egyéb ásványi anyagokat is tartalmaz,de nem bomlik fel elemeire,ezért túléli a többi alkotórészt.

A tiszta kvarchomok olvadáspontja olyan magas,hogy közönséges tűz nem változtatja üveggé.Vagyis az első közel-keleti üvegkészítők bizonyára szódával (nátrium-vegyület) átitatott homokban rakták tüzüket,amely az elpárolgott tó vagy tenger vízéből maradt vissza.A szóda ugyanis csökkenti a szilícium-dioxid olvadáspontját.

A mészkő,szóda és kvarchomok keverékéből álítják elő az ún. mésznátronüveget,amelyből az üvegpalackok,a tábla üvegek és az olcsó üvegpharak készülnek.Lehülés után az üveg nem a kvarchomok áttetsző kristályszerkezetében,hanem a megfagyott foladékhoz hasonló átlátszó,szabálytalan szerkezet szilárdul meg.

Tűzálló edények és ólomkristály üvegek

Az üveg szinezésére és minőségének javításának adalékanyagokat is alkalmaztak.A 10-15% bór-dioxidot tartalmazó üveg például lól bírja a hirtelen felmelegedést és lehülést,ezért tűzálló edényeket készítenek belőle.Ólom-oxid hozzáadásakor briliáns fényű nehézüveg,ólomkristály képződik.Előállításának technikáját a 17.században fedezték fel.

A modern táblaüvegek úgy készülnek,hogy a nyersanyagkeveréket hosszú kemencékben hevítik.A keverék mindíg tartalmaz törmeléküveget is,amely a többi anyagnál alacsonyabb hőmérsékleten olvad,s ezzel elősegíti azok minél tökéleteebb keveredését.

A kemence egyik végén távozik a kész üveg,a táblák akár 3m szélesek is lehetnek,a nyersanyagokat pedig a másik végén töltik be;ezért a tartályban az anyag szintje mindíg állandó.A kemencék hőálló téglával bélelik ki,s egészen addig folyhat a termelés,amíg a bélésük tönkre nem megy.Ez több év is lehet.

Az acélnál erősebb

Az üveg nagyon erős anyag.A nyujtóerőkkel szemben a hibátlan üvegszál ötször olyan ellenálló,mint az acél.Az üvegszálerősítésü műanyag ellenálló és rugalmas,ami alkalmassá teszi hajó- és gépjármű-karosszériák készítésére.

A különleges ellenálló üveget hevítéses edzéssel vagy rétegeléssel lehetelőállítani.Az edzés során az üveget csaknem az olvadás pontjáig hevítik,majd hirtelen levegőbefúvással hűtik,amitől az üveg külső felülete hamarabb hűl le és húzódik össze,mint a belseje.Ennek eredményeként az üveg felülete befelé ható feszültség alatt áll.Ahhoz,hogy az így edzett üveg összetörjön,először ezt a beépített feszültséget kell legyözni.Vagyis az edzett üveget tovább lehet hajlítani,mint a közönséges üveget,és nagyobbat lehet ütni rá anélkül,hogy eltörne.Ha mégis eltörik,akkor morzsalékos darabokra esik széz,nem pedig veszéklyes üvegszilánkokra.

A rétegelt üveg két réteg üvegbőlés egy réteg műanyagból áll.S bár a műanyagréteg nagyon vékony,mégis rendkívülellenállóvá teszi az üveget.Ütésre összetörhetugyan,de ott marad a műanyagra tapadva,s nem szilánkokra esik szét.E tulajdonsága miatt különösen alkalmas autók ablaküvegeinek készítésére.

A repülőgépek ablakainak nagy nyomást,szélsőséges hőmérsékleteket s repülő madarak becsapódását kell kibírniuk.Három vagy négy réteg üveg közé vinilréteget tesznek,majd összeragasztják.Az így előállított üveg akkor sem törikössze,ha a 650 km/h sebességgel haladó repülőgép ablakának nekiütődik egy nagyobb testű madár.Ugyanilyen üveg védi a harci repülőgépek pilótáit a lövedékektől.

Ablaküveg-készítés hagyományos eljárással

A vékony,sík ablaküveg készítésének technikáját a 14.században tökéletesítették Normandiában.A korongüvegként ismert üveg minden darabját kézműves fújta.Egy rátermett üvegfúvó mindössze egy tucatnyi adlaküveget tudott elkészíteni egy nap alatt,ezért a középkorban az ablaüveg luxuscikknek számított.

Minden egyes tábla készítéséhez az olvadék üveget fújócsővel először egy hatalmas buborékká fújják.A buborékot ezután lelapítják,és az üvegformázónak nevezett vasrúd végéhez erősítik,amelyet az üvegfúvó olyan gyorsan forgat,amilyen gyorsan csak tud.A lelapított buborék legyezőszerűen 1-2 m átmérőjű körlappá terül szét,attól füóggően,mekkora volt az eredeti buborék nagysága,és hogy milyen gyakorlott és erős az üvedfúvómester.A kerek,sík üveglapokat a használati célnak megfelelő méretűre vágták:többnyire kis üvegablakokat készítettek templomok megrendelésére.Az üveg legkevésbé átlátszó része a korong közepén lévő,ún. "ökörszem",de ezt is felhasználták,mert az üveg nagyon drága volt.

A középkori üvegablakok

Az üveg,bár erős anyag,szerkezete nem egységes,molekulinak elrendeződése inkább egy véletlenszerű téglahalmazra emlékeztet,semmint szabályosan felépített téglafalra.

A molekulák közötti üregekbe fématomok épülhetnek be,amelyek hatására az üveg fényáteresztő képesége így vagy úgy megváltozik.A különböző fématomok jellegzetesszínt kölcsönöznek az üvegnek.

Ez az alapelv magyarázza meg a középkori katedrálisok csodálatos ékességeit,a festett üvegablakokat.

Az üvegolvadékhoz adagolt rézből rubintpiros,a kobaltból kék,a vasból zöld,az antimonból sárga,a mangánból pedig lila színt kap az üveg.

Az üveg vastagságának a változtatása finom tónusárnyalatokat hozott létre.Az üvegkészítés technikájának fejlődésével ebből a kifinomultságból sok minden elveszett.