Big Bang HTL 2, Schulbuch

108 Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) Beim Brennen entweicht das enthaltene Kristallwasser . Dieses ist in die Kristallstrukturen eingebaut und beein- flusst die Eigenschaften stark. Es kommt auch zu Sintervor- gängen (Kristallwachstum und daraus resultierendes Zu- sammenbacken von feinkörnigem Material unter dem Schmelzpunkt der Hauptbestandteile), wodurch sehr harte Werkstoffe entstehen (Abb. 8.15). Das Schwinden des Tons beim Brennen (Volumsverlust) wird durch Zusatz von Quarz verringert. Dies wird „Abmagern“ genannt. Es werden folgende keramische Werkstoffe unterschieden, die allgemein als Scherben bezeichnet werden: –– Porzellan: aus Kaolin (ein eisenfreier weißer Ton), Quarz und Feldspat, Brenntemperatur 1500 °C, dichter, weißer Scherben, hart, temperaturbeständig, chemikalienfest, elektrischer Isolator, für Tafelgeschirr, Laborgeräte, … –– Steingut: relativ reine Rohstoffe, Brenntemperatur 900 °C, poröse Struktur, Oberfläche nur durch Glasur dicht, für Sanitärgeräte, billigeres Tafelgeschirr, … –– Steinzeug: billigere, verunreinigte Rohstoffe, Brenntem- peratur 1500 °C, dichter, dunkler Scherben, für Fliesen, Kanalrohre, … –– Ziegel: aus billigem Lehm hergestellt, Brenntemperatur 900 °C, durch Eisenverbindungen rötlicher, poröser Scherben –– Schamottsteine: Aus Ton (ohne Quarz oder Feldspat), Schmelzpunkt über 2000 °C. Damit der Volumsverlust beim Brennen gering bleibt, setzt man gebrannten, ge- mahlenen Ton zu. Beim Sintern entstehen nadelförmige Kristalle, deren Verfilzung für die große Härte des Mate- rials verantwortlich ist. Für Ofenauskleidungen und tech- nische Hochtemperaturanwendungen.( F13 ) Abb. 8.16: links: Steingut, rechts: Porzellanschale Abb. 8.17: links: Steinzeugrohre, rechts: Ziegel Abb. 8.18: Schamott- stein Zusammenfassung Quarz bildet SiO 4 4– -Tetraeder, die räumlich zu den verschie- densten Strukturen angeordnet sein können. Silikate ent- halten zusätzlich zu diesen Tetraedern noch Kationen. Ihr räumlicher Aufbau kann ihre Eigenschaften gut erklären (zB. Plättchenbildung bei Schichtsilikaten). Sind Silizium­ atome durch Aluminium ersetzt, entstehen Alumosilikate. Ton ist ein Verwitterungsprodukt von (Alumo)silikaten. Durch Brennen entstehen aus tonhältigen Rohstoffen keramische Werkstoffe. 8.4 Alles klar? Glas Der Werkstoff Glas begegnet uns in allen Bereichen unseres Lebens und fasziniert vor allem durch seine scheinbar wi- dersprüchlichen Eigenschaften, hart und zerbrechlich, schwer und scheinbar unsichtbar. Gläser sind ganz besondere Werkstoffe, die vor allen durch ihre Transparenz beeindrucken. Der Mensch kennt und ver- wendet Glas schon sehr lange. Zuerst waren es aber Fund- stücke aus der Natur, die gesammelt wurden. Aber schon aus etwa 1500 vor Christus kennt man die ersten Glaskelche, die von Menschen hergestellt wurden. Z Beantworte die folgenden Fragen mit Hilfe der Informationen aus dem Buch und dem Internet! Der SiO 4 4– -Tetraeder kann auch als Anion einer Säure (der Kieselsäure) gesehen werden. Wie lautet die Formel dieser Säure? L Viele Silikate sind auch wertvolle Edel- und Halbedel- steine. Recherchiere einige wertvolle Silikate, welche Farben haben Sie? Welches chemische Element verursacht die Färbung? L 8.3 F14 A1 F15 A1 Aus welchen Rohstoffen wird dieser Stoff hergestellt? Welche Eigenschaften hat er und wie können diese Eigenschaften beeinflusst werden? Glas wird oft als unterkühlte Flüssigkeit bezeichnet, zeigt aber eigentlich alle Eigenschaften eines Fest- stoffes, was stimmt? Oder fließt Glas gar und sind deshalb alte Fenster in Kathedralen unten dicker als oben? Warum zerspringt das Trinkglas in Tausende scharfe Scherben, die Windschutzscheibe beim Auto hält aber trotz Unfall noch zusammen? Ist sie etwa gar nicht aus Glas? F16 F17 F18 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv