Hallo zusammen,
meine Frage bezieht sich darauf, dass ich mal gelernt habe, dass Glas härter wird, wenn man es erhitzt.
Stimmt das? Wenn ja…warum?
Mir wurde das an Folgendem Beispiel erklärt:
Wenn man z.B. eine Bierflasche stark erhitzt (von aussen) kann man damit einen Nagel in ein Brett schlagen, so hart wird die Flasche (von aussen).
Lässt an allerdings eine Stecknadel in die Flasche fallen, zerspringt sie in tausend Stücke.
In Verkehrsflugzeugen z.B. bestehen Windschutzscheiben auch aus Glas, dann die Heizdrähte und dann wieder Glas (wie ein Sandwich). Durch die Heizdrähte wird das Glas wohl aussen härter und durch die Erhitzung wird logischer Weise einem Zufrieren der Scheiben vorgebeugt.
Also muss da ja irgendwie was dran sein, dass Glas durch Hitze härter wird. Aber warum??
Vielen Gruss,
Nibbler.
Nicht das Erhitzen ist der Punkt, sondern die Abkühlphase danach.
Das Anfangs noch heiße und weiche (flüssige) Glas wird in die Flaschenform gepresst. Danach lässt man diese Flasche normalerweise extrem langsam Abkühlen. Dazu muß die Flasche durch eine lange Reihe von Öfen fahren, bei denen jeder geringfügig kälter ist als der Vorherige. Dadurch wird erreicht, daß nach der Tagelangen Fahrt durch die Öfen das Innere der Flasche gleich schnell abgekühlt ist als der Außenbereich.
Nimmt man die Flasche gleich nach der Herstelölung aus dem Prozess heraus, und lässt sie an der Luft mit normaler Geschwindigkeit abkühlen, kühlt das äußere der Flasche schneller als das Innere. Ist dann der Innenbereich auch abgekühlt, besteht eine sehr starke Spannung in der Flaschenwand.
Diese Spannung führt zu dem Ungewöhnlichen Verhalten der Flasche. Wirkt eine Kraft von außen auf die Flasche, muß diese Kraft erst die Spannung in der Flasche neutralisieren, und dann noch gegen die Festigkeit der Flaschenwand wirken, um die Flasche zu brechen. Deswegen ist die Flasche hier so stabil, daß man damit sogar einen Nagel einschlagen kann.
Von innen nach außen wirkt das andersrum. Hier wirken die SPannung un die einwirkende Kraft (zB des hineingeworfenen Nagels) in der gleichen Richtung. Daher braucht es nur eine sehr kleine Kraft, damit die Flasche bricht.
Ähnlich verhält es sich bei Autoscheiben. Hier wird durch unterschiedlich warme Luftströmungen an der Scheibe eine Spannung erzeugt. Damit erreicht man, daß die Scheibe bei Einwirkung von außen (zB ein gegen die Scheibe fliegender Gegenstand) Stabiler ist, als bei Krafteinwirkung von innen (was beim Auto normal nicht vorkommt).
Die In der Scheibe eingebauten Heizdrähte haben damit nichts zu tun, sie dienen nur dazu Kondeswasser oder Frostbildung auf der Scheibe zu verhindern.
Glas an sich wird bei Erwärmung auch nicht härter sondern genau wie (fast) alle anderen Materialien langsam weicher, bis es in den Flüssigen Zustand übergeht.
Härte ist beim einschlagen eines Nagels auch nicht das richtige Kriterium. Härtere Materialien sind in vielen Fällen auch Spröder. Glas ist zB von Natur aus wesentlich Härter als STahl. Dennoch baut man einen Hammer nie aus Glas sondern aus Stahl, weil ein Hammer aus Glas völlig unbrauchbar wäre. Um gegen einen Nagel beim Einschlagen zu bestehen, muß das Material nicht hart sein, sondern braucht eine hohe Schlagzähigkeit. Stahl bietet eine hohe Zähigkeit, ist aber weicher als Glas, Glas ist härter, aber weniger Zäh, es ist Spröde.
Vielen Dank. Das war eine gute Erklärung.
So hab ich’s schon recht gut verstanden.
Vielen Dank auch für den Link. Der ist auch sehr gut 
Gruss, Nibbler