ガラス(蘭: glas、硝子)という語は、物質のある状態を指す場合と特定の物質の種類を指す場合がある。
昇温によりガラス転移現象を示す非晶質固体[1]。そのような固体となる物質。このような固体状態をガラス状態と言う。結晶と同程度の大きな剛性を持ち、粘性は極端に高い。非晶質でもゴム状態のように柔らかいものはガラスとは呼ばない。詳しくは「ガラス転移点」を参照のこと。
古代から知られてきたケイ酸塩を主成分とする硬く透明な物質。グラス、玻璃(はり)、硝子(しょうし)とも呼ばれる。「硝子」と書いて「ガラス」と読ませる事もよくある。化学的にはガラス状態となるケイ酸化合物(ケイ酸塩鉱物)である。他の化学成分を主成分とするガラスから区別したい場合はケイ酸ガラスまたはケイ酸塩ガラスと言う。石英ガラスも含まれる。本項目ではこの物質について主に記述する。
ケイ酸塩以外を主成分とする、ガラス状態となる物質。ケイ酸ガラスと区別するために物質名を付けて○○ガラスと呼んだりガラス質物質と呼んだりする。アクリルガラス、カルコゲンガラス、金属ガラス、有機ガラスなど。
語源的にはケイ酸塩ガラスの固体状態を他の物質が取っている場合をもガラスと呼ぶようになったものである。
日本語のガラスの元になったオランダ語glasの発音は、英語のglass同様グラスに近いが、日本語化した時期が古いため、ガラスとなった。日本語での「グラス」は多くの場合はケイ酸塩ガラスでできたコップの意味になる。
目次
1 概説
2 組成・製造・構造
2.1 ガラス状態について
3 物理的性質
4 化学的性質
5 ガラスの歴史
5.1 ガラス製造の開始
5.2 吹きガラスの発明以降
5.3 中世のガラス
5.4 近世以降
5.5 全般に
6 ガラスの応用
7 いろいろなガラス
8 おもな大手ガラス会社
9 ガラス工芸及びその会社
10 比喩
11 参考文献
12 関連項目
13 外部リンク
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概説ガラスを素材として用いた工芸品(イギリス ブリストル産)建築物の外壁に用いられているガラス
ガラスの歴史および種類と応用についての詳細は節を改めて述べる。
ガラスには多くの種類があるが、その多くは可視光線に対して透明であり、硬くて薬品にも侵されにくく、表面が滑らかで汚れを落としやすい。このような特性を利用して、窓ガラスや鏡、レンズ、食器(グラス)など市民生活及び産業分野において広く利用されている。近代以前でも装飾品や食器に広く利用されていた。また金属表面にガラス質の膜を作った「琺瑯(ほうろう)」も近代以前から知られてきた。
ガラスの表面に細かな凹凸を付けたすりガラスや内部に細かな多数の空孔を持つ多孔質ガラスは、散乱のために不透明である。遷移金属や重金属の不純物を含むガラスは着色しており、色ガラスと呼ばれる。
2002年の統計によれば日本だけでも建築用に3,900億円、車両用に1,700億円、生活用品に3,000億円、電気製品等に8,300億円分も出荷されている[2]。
ガラスは、主成分となる二酸化ケイ素 (SiO2) 原料(ケイ砂が多い)と副成分となる種々の金属化合物を粉末として混合し、高温で溶融して液体状態としたものを急冷することで製造される。使用済みのガラス製品を破砕して原料(カレット)として再利用することもできる。
副成分として加えられるのは多くの場合は酸化物であるか高温で酸化物となるものである。主な副成分には、酸化ナトリウム (Na2O) 、酸化マグネシウム (MgO) 、酸化カルシウム (CaO) 、酸化ホウ素 (B2O5) 、酸化リン (P2O5) などがある。原料となるこれらの酸化物は役割に応じて大きく次の3つに分類される。
網目状酸化物
それ自身で非晶質化できるもの。網目状のネットワーク構造を形成する。(SiO2) 、(Al2O3) など。
修飾酸化物
それ自身では非晶質化できないが、上記の網目状酸化物の形成するネットワーク構造内では非晶質化が可能(= 網目を修飾する)なもの。(La2O3) などの希土類酸化物が中心。