Kristallkorrosion

Glaskorrosion auf einer Glasmarke von 1747

Als Glaskorrosion, Glasrost oder Glasbrand wird die strukturelle Veränderung und damit verbundene Verwitterung der Oberfläche von Glas durch verschiedenartige chemische und physikalische Einflüsse bezeichnet.

Durch Maschinenspülen verursachter Glasbrand

Beschreibung

Von Glaskorrosion betroffene Gläser zeigen im Falle durchsichtiger Objekte eine Trübung, die ihre Ursache in mikroskopisch dünner Aufrauhung der Oberfläche hat. Gläser, die Jahrzehnte bis Jahrhunderte im Erdreich lagen, zeigen eine typisch schmutzig-regenbogenfarbige Oberfläche.

Erklärung

Die Glaskorrosion beginnt mit dem Herauslösen von Oxiden diverser Elemente, z.B. Natrium, Kalium, Calcium, Barium oder Bor. An den betroffenen Stellen verändern sich damit die physikalischen Eigenschaften des Materials. Es bildet sich eine Gelschicht, die mit Ionen des einwirkenden Stoffes weiter zu einem schleierhaften Überzug reagiert. Dieser beeinträchtigt ebenfalls die Transparenz der Oberfläche und führt zu mikroskopisch feinen Rissen.^[1]

Einfluss der Glaszusammensetzung

Einflüsse der Zugabe ausgewählter Glasbestandteile auf die chemische Beständigkeit eines speziellen Basisglases gegenüber Korrosion durch Wasser (Korrosionstest ISO 719). (^[2]).

Die Korrosion kann durch gewisse Bestandteile im Glas reduziert werden. Gebräuchlich sind Aluminiumoxid, Zirconiumoxid, moderate Konzentrationen an Bortrioxid (siehe Borosilikat-Glas) oder hohe Konzentrationen an Siliciumdioxid. Zu hohe Boroxidgehalte reduzieren dagegen die Beständigkeit gegenüber Korrosion. Spezielle Phosphat- oder Borosilikatgläser korrodieren sehr stark aufgrund von Phasentrennungserscheinungen im Glas, was im Vycor-Prozess technisch genutzt wird.^[3]

Einfluss des einwirkenden Stoffs

Beeinflusst wird die Anfälligkeit für Korrosion neben dem Material selbst auch durch pH-Wert und Ionengehalt der einwirkenden Substanz (z.B. Wasser) und die Temperatur. So bewirkt weicheres Wasser im Geschirrspüler oder saurer Regen bei Glasfenstern eine höhere Herauslösung von Mineralstoffen aus der Oberfläche.^[4] Dementsprechend existieren verschiedene standardisierte Verfahren zur Quantifizierung der Glaskorrosion, einschließlich Tests zur Bestimmung der chemischen Beständigkeit von Glas gegenüber Wasser (DIN 12111 bzw. ISO 719 mit Einteilung in hydrolytische Klassen), Säuren (DIN 12116), Basen (DIN 52322 bzw. ISO 695), und Witterungseinflüssen.

Beispiele

• Das Würzburger Fraunhofer-Institut für Silicatforschung führte im Jahr 1993 eine Literaturstudie zu Korrosionsmechanismen von historischen Glasfenstern ^[5] durch.
  Dabei entdeckten die Forscher, dass Fenstergläser aus dem 11. bis 16. Jahrhundert aufgrund hoher Anteile an Kalium- und Calciumoxid eine geringere chemische Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse besitzen. Auch ein Siliciumdioxid-Anteil unter 66 % bewirkt eine höhere Verwitterung. Zum Schutz gegen weitere Zerstörung von Baudenkmälern aus Glas wurde ein Korrosions-Schutzsystem auf Basis organisch modifizierter Silicate entwickelt, das sogenannte ORMOCER.^[6][7]
• Im Jahr 2001 berichtete der Verband Deutscher Glasbläser e.V. über die Zerstörung einer aus Glas bestehenden Leitung in einem Chemiewerk.^[8]Hier bewirkte die langsame Korrosion des Glasmaterials durch hindurchfliessende Salzsäure zusammen mit in der Lösung enthaltenen abrasiven Glasteilchen die Zerstörung der Leitung.

Sonstiges

Die Hersteller von Geschirrspülmitteln verwenden die Begriffe Glasrost und Glaskorrosion gerne zur Beschreibung angeblich verbesserter neuer Stoffe in ihren Produkten.^[9] Tatsächlich hängt die Glaskorrosion in der Spülmaschine primär von der Qualität des verwendeten Glasmaterials ab.^[4] Weiterhin entstehen Beschädigungen oft auch durch rein mechanische Effekte, wie Aneinanderreiben der Gläser oder Kontakt mit Teilen der Spülmaschine.

Quellenangaben

1. ↑ Fraunhofer-Institut für Silicatforschung: Kulturgüterschutz
2. ↑ Glassproperties.com Calculation of the Chemical Durability (Hydrolytic Class, Corrosion) of Glasses
3. ↑ Vycor-Glass, Wikipedia, English
4. ↑ ^{a b} Stiftung Warentest: Gläser und Besteck in der Spülmaschine (test 02/2004)
5. ↑ Fraunhofer-Institut für Silicatforschung: Korrosionsmechanismen von historischen Glasfenstern (1993)
6. ↑ Fraunhofer-Institut für Silicatforschung: Glaskonservierung (1993)
7. ↑ Fraunhofer-Institut für Silicatforschung: ORMOCERe / Hybridpolymere
8. ↑ Verband Deutscher Glasbläser e.V.: Unerwarteter Schaden an einer Glasrohrleitung (2001)
9. ↑ Telering.de: Geschirrspüler-Ratgeber: Glaskorrosion