Glass yaitu bahan yang berasal dari bahan yang bersifat cair namun memiliki kepadatan tinggi, dan struktur amorf. Atom - atom di dalamnya tidak membentuk suatu jalinan yang beraturan, seperti kristal, atau biasa disebut gelas. Kaca kebanyakan dibuat dari silika (SiO2), campuran batu pasir dengan fluks yang menghasilkan kekentalan dan tilik leleh yang tidak terlalu tinggi, untuk kemudian dicampur lagi dengan bahan stabilisator agar kuat.
Jenis Glass dibagi menjadi:
-
Soda-Lime Glass atau Gelas Komersial
-
Gelas Timbal (Lead Glass)
3.Gelas Aluminosilikat
4.Gelas Borosilikat
sifat optik utama yang dimiliki kaca ada 4 yaitu refraksi, dispersi, penyerapan, dan transmisi.
-
Refraksi atau pembiasan adalah perubahan arah gelombang yang lewat dari satu medium ke medium lain, besar refraksi akan diukur dengan indeks bias
-
Variasi indeks bias akibat perubahan panjang gelombang tadi akan menyebabkan cahaya putih terpisah menjadi beberapa warna yaitu merah, jingga, hijau, kuning, biru, nila, dan ungu. Hal tersebut dinamakann dispersi.
-
Kaca merupakan salah satu material padat yang mentransmisikan cahaya di wilayah spektrum tampak.
-
Sinar UV tidak dapat bertransmisi melalui kaca. Elektron yang melekat pada molekul kaca pada umumnya dapat menyerap radiasi pada panjang gelombang UV yang berada di luar batas. Penyerapan cahaya di wilayah spektrum tampak dikenal sebagai warna.
Sifat Mekanis dan Termal dari gelas :
- Viskositas
Di bawah suhu transformasi gelas (Tg), gelas memiliki kondisi frozen-in (quasi-solid). Laju pendinginan mempengaruhi kerapatan gelas dan juga pembentukan kristal. - Kekuatan
Kekuatan struktural teoretis dari gelas adalah tinggi (berkisar dari 1 hingga 100 GPa) (tergantung pada komposisi gelas). Namun, gelas berkekuatan tinggi ini tidak dapat digunakan dalam aplikasi praktis karena adanya cacat pada permukaannya yang mengurangi kekuatan patah aktualnya. - Perilaku Ekspansi Termal
Panjang dan volume gelas biasanya meningkat seiring dengan meningkatnya suhu. Kurva ekspansi termal yang diukur dengan dilatometri memberikan tiga sifat penting, yaitu koefisien ekspansi termal (a), suhu transformasi gelas (Tg), dan suhu pelunakan dilatometrik (Td).
Sifat Elektrik Gelas
-
Konduktivitas Elektrik
Konduktivitas elektrik dipengaruhi oleh kristalisasi, mobilitas ion terutama ion alkali, suhu, dan konsentrasi. Jika kristal yang terbentuk menghilangkan ion alkali dari gelas residu menyebabkan konduktivitas berkurang. Konduktivitas gelas alkali meningkat dengan meningkatnya alkali oksida. Konduktivitas listrik gelas meningkat dengan meningkatnya suhu. Serta, semakin tinggi konsentrasi alkali, maka konduktivitas listrik akan semakin tinggi pula. -
Konstanta Dielektrik
Konstanta dielektrik (Er) gelas dapat digambarkan sebagai peningkatan kapasitansi relatif dengan memasukkan dielektrik yang dapat dipolarisasi ke dalam kondensor yang sebelumnya dipisahkan dalam ruang hampa. Konstanta dielektrik bergantung pada polarisasi elektronik dan ionik, serta peningkatan suhu. Penggunaan konstanta dielektrik yaitu sebagai kapasitor dimana Er harus tinggi, dan sebagai substrat dengan Er yang rendah untuk memungkinkan kecepatan sinyal antara chip semikonduktor tinggi.
- Konduksi Elektronik
Konduksi elektronik terbagi dalam gelas oksida yang mengandung ion transisi-logam dan kalkogenida. Dalam gelas oksida yang mengandung ion transisi-logam, misalnya, konduktivitas elektronik terjadi sebagai lompatan elektron antara dua ion logam transisi dari valensi berbeda yang dipisahkan oleh atom oksigen. Dalam gelas chalcogenide, semikonduktivitas disebabkan oleh ikatan yang rusak di mana atom tertentu tidak mengikuti koordinasi kovalennya.
Struktur gelas, yaitu:
Model Jaringan Acak (Random Network Model)
Model jaringan acak menggambarkan gelas sebagai jaringan tiga dimensi, tidak memiliki kesimetrisan dan periodisitas, di mana tidak ada unit struktur yang diulang secara berkala. Untuk kaca oksida, jaringan ini terdiri dari oksigen polihedra.
Kaca memiliki struktur amorf. Ini berarti bahwa itu terdiri dari rantai atom yang panjang. Kaca tidak menunjukkan susunan atomnya secara teratur. Struktur kimia kaca silikat (kaca jendela biasa) adalah jaringan tiga dimensi amorf dari ikatan Si-O-Si-O, yang terputus di tempat-tempat dengan ion logam (seperti Al Ca Na).
Silika murni (SiO2) memiliki “titik lebur kaca” —pada viskositas 10Pa (100P) —dari lebih dari 2300 ° C (4200 ° F). Banyak zat yang ditambahkan ke gelas yang kemudian digunakan dengan berbagai cara. Seperti dalam kuarsa leburan. Untuk memberikan kesinambungan yang baik, kaca jika sering dicampur dengan lime alasannya adalah untuk membuat proses aplikasi lebih sederhana. Salah satu senyawa tersebut adalah natrium bikarbonat.
Glass adalah bahan yang tidak terbatas dan inovatif yang memiliki banyak aplikasi.Glass banayak diaplikasikan pada komponen-komponen penting pada produk di bawah ini:
• Pengemasan (botol untuk makanan, botol untuk minuman, flacon untuk kosmetik dan obat-obatan)
• Perangkat makan (gelas, piring, gelas, mangkuk)
• Perumahan dan bangunan (jendela, fasad, konservatori, isolasi, struktur tulangan)
• Desain dan perabotan interior (cermin, partisi, pagar, meja, rak, pencahayaan)
• Peralatan dan Elektronik (pintu oven, kompor, TV, layar komputer, ponsel pintar)
• Otomotif dan transportasi (kaca depan, lampu latar, ringan, tetapi komponen struktural yang diperkuat dari mobil, pesawat terbang, kapal, dll.)
• Teknologi medis, bioteknologi, teknik sains kehidupan, kaca optik
• Proteksi radiasi dari sinar-X (radiologi) dan sinar gamma (nuklir)
• Kabel serat optik (telepon, TV, komputer: untuk membawa informasi)
• Energi terbarukan (kaca energi surya, windturbines)