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ガラス

一般

ガラス

がらす

有機薬品、酸性薬品に対して耐食性があるため実験器具や食器などに利用される液体。

ただし、アルカリ薬品に対しては弱い。酸性でもフッ酸には侵される。

また超酸(弗酸etc)には使用できない。

ゆっくりと液体から固体の結晶へと変化していて、古いガラスが白く濁るのはこのためである。

ガラスとは何か?

1. はじめに

 ガラスは古くから人類の生活に深く結びついており、紀元前数千年の昔から天然ガラスである黒曜石が矢じりや刃物として使用されている。人類がガラスを作るようになったのは紀元前1600年頃とされており、現在ガラスの成形法として広く知られている"宙吹き"が考案されたのは1世紀頃とされている。ガラスの製造には高温での溶融のような操作が必要であり、この当時は製造の困難さからガラスは大変な貴重品であり、主に装飾品?や工芸品?として使用された。やがて耐火性の容器すなわち「坩堝」が発明され、宙吹きだけでなく延伸やプレス等の成形法が使えるようになり、さまざまな形状のガラスが得られるようになった。12世紀にはベニスでガラス技術が大きく開花し、その後ボヘミアなどにも伝えられ、その伝統は現在も受け継がれている。

今世紀に入ると平面性の良い板ガラスが安価に製造されるようになり、また機械によるガラスの宙吹きの進歩によって種々のガラス容器が簡単に製造できるようになった。


2. ガラスとは?

 先に述べたように人類は古くからガラス加工に取り組んできたがガラスの本質が知られるようになったのは実は今世紀に入ってからである。

ガラスは見ての通り固体であるが、他の固体材料、例えば金属やセラミックスとは全く異なった構造を持つ。それはガラスが「非晶質」であり、他の固体材料は「結晶質」であることである。結晶質とはその物質を構成する原子(分子)が規則正しく配列した図1(b)のような構造を持つ。これは高温で液体であった物質が温度が下がるにつれ規則的な構造をとった方が安定になり、そのため凝固点において構成原子(分子)が再配列して結晶質となるためである。しかし液体の粘度が高い場合には冷却が速いと再配列に十分な時間がなく、図1(a)のように液体に似たランダムな構造をとる。これがガラスである。すなわち結晶は平衡状態にあるのに対し、ガラスは非平衡のまま液体が過冷却され、固体となったものである。この関係を図2に示す。