Glas wird aus Quarzsand (SiO₂) erschmolzen. Bei der Abkühlung der meisten Schmelzen tritt bei der Liquidustemperatur die Kristallisation ein, und erst nach vollständiger Kristallisation verringert sich die Temperatur weiter. Die Glasschmelze hingegen wird bei der Abkühlung unter die Liquidustemperatur zu einer unterkühlten Flüssigkeit, bei der es zu einer Strukturierung der Atome kommt, jedoch nicht zu einer Kristallisation. Dies macht sich dadurch bemerkbar, daß sich die Viskosität mit sinkender Temperatur stets weiter erhöht. Erst bei Unterschreitung der Transformationstemperatur erstarrt die Schmelze und wird zu einer eingefrorenen, unterkühlten Flüssigkeit, dem Glas.

Um Glas zu erschmelzen, wird ein Netzwerkbildner (Quarzsand), Netzwerkwandler wie Na₂O, K₂O etc., und Zwischenoxide, auch Stabilisatoren genannt, wie beispielsweise MgO, zusammen mit Schmelzbeschleunigern, so genannten Flussmitteln (Pottasche, Soda) geschmolzen. Wegen der Bildung des Netzwerkes spricht man bei Gläsern auch von einer Matrix. Sie setzt sich aus den diese Struktur bildenden Elementen Sauerstoff und aus Si⁴⁺, B³⁺ oder P⁵⁺ zusammen. Aufgespalten wird das Netzwerk durch Kationen wie Na⁺ oder Ca⁺; daneben existieren so genannte intermediäre Kationen wie Al³⁺, Zn²⁺ oder Pb²⁺, die sowohl bildende als auch Netzwerk wandelndes Merkmalen haben.

Zwischenoxide, die auch Stabilisatoren genannt werden, bewirken eine Erniedrigung der Viskosität, das Glas wird also "länger", und kann auch bei niedrigen Temperaturen noch bearbeitet werden. MgO ist ein gängiger Stabilisator, da er schon in den Rohstoffen (beispielsweise als Begleiter des Kalks) vorkommen kann. Die Menge des Natrium und/oder Calcium ist entscheidend für die Länge der Netzwerkstruktur.

Die Zumischung eines Flussmittels ist erforderlich, da reiner Quarz (SiO₂) erst bei einer Temperatur von etwa 1700 °C schmilzt. Von der Antike bis zu dem 8. Jahrhundert, also auch während des Frühmittelalters wurde als Flussmittel Soda aus so genannten Sodaseen beigemischt. Erst danach, als sich die Waldglashütten durchsetzten, wurde das vor allem in dem Norden schwer zu beschaffende Soda durch Pottasche (Pflanzenasche) ersetzt. Pottasche wurde wie Soda den Glasrohstoffen (Gemenge) als Flussmittel/Schmelzbeschleuniger beigegeben, wobei allerdings über 90 Prozent des gewaltigen Holzverbrauches der Waldglas-Hütten für die Pottascheproduktion benutzt wurden. Deshalb mussten diese Glashütten alle Jahre ihren Standort wechseln.

Das Produkt des Erschmelzens der reinen Glasmasse aus den Komponenten wird Fritte genannt, ein Begriff, der in vielen Bereichen, so auch in der Töpferei und der Küche, vorkommt. Auch gibt es häufig keine scharfe Trennung zwischen Glasproduktion und Glasverarbeitung. Die Produktion des Glases (= Bildung der Netzwerkstruktur durch erschmelzen der Komponenten) führt zu dem Zwischenprodukt, der Fritte, einer unansehnlichen Masse, die nicht sofort von sich aus Aufschluss über ihre spätere Verwendung gibt. Das Produkt ist von dunkler, lichtundurchlässiger (= opaker) Färbung. Erst durch Beigabe von Braunstein, einem auch als Glasmacherseife genannten Entfärbungsmittel, wird die Fritte entfärbt - wobei allerdings ein Grünstich zurück bleibt - und kann als Rohglas angesprochen werden.

In der Glasherstellung spricht man in dem engeren Sinn ca. dann von einer Schmelze, wenn Glas wiederaufgeschmolzen wird, wie es zu dem Beispiel beim Recycling von Altglas geschieht. Allerdings wird bis jetzt Altglas ca. als "Zusatz" zu den herkömmlichen Rohstoffen und nicht als alleiniger Rohstoff benutzt.

Nach dem Aufschmelzen des Gemenges/der Rohstoffe muss die Fritte geläutert, werden; darunter versteht man ihre Homogenisierung und das Austreiben von Blasen aus derselben. Dabei werden Rohstoffe zugesetzt, die Gase freisetzten. Diese Gasblasen reißen die übrigen Blasen in dem Glas mit und treiben sie aus.

Je nach Verwendungszeck kann Glas unterschiedlich verarbeitet werden, dabei unterscheidet man vor allem Gläser die gepresst, geblasen, gesaugt, gesponnen oder gewalzt werden.

• Hohlgläser werden in mehreren Verfahren durch Pressen, Blasen, Saugen und Kombinationen dieser Techniken hergestellt.
• Glasfasern werden durch Spinnen in dem so genannten TEL-Verfahren produziert.
• Flachglas wurde früher durch Walzen hergestellt, bis etwa um 1950 wurden dabei mitunter Hohlgläser aufgeschnitten und flachgewalzt. Heute wird der Großteil des Flachglases in dem Floatprozess erzeugt, dabei wird das noch flüssige Glas auf ein Zinnbad geleitet und erstarrt auf dessen Oberfläche. Die Berührungsfläche zwischen Glas und Zinnbad weist sehr gutes Merkmale auf und muss nicht nachbehandelt werden. Auf diese Weise lassen sich Flachgläser mit einer Breite von mehreren Metern herstellen, allerdings kann eine Dicke von etwa 2 mm nicht unterschritten werden.
• Einscheibensicherheitsglas (ESG) ist thermisch oder chemisch vorgespanntes Glas. Bei thermisch vorgespanntem Glas wird das Glas auf etwa 600 Grad Celsius erhitzt und dann durch Anblasen mit kalter Luft rasch abgekühlt. Dadurch, das der Kern sich langsamer abkühlt, entsteht eine Spannung in dem Glas. Einscheibensicherheitsglas kann nicht mehr bearbeitet werden. Wenn das Spannungsfeld unterbrochen wird, so zerfällt das Glas in kleine Krümel. Besonders empfindlich sind die Kanten der Gläser. Durch die Vorspannung in dem Glas ist das Glas wesentlich widerstandsfähiger gegen Biege-/Bruchbelastungen.
• Teilvorgespanntes Glas (TVG) ist ebenfalls thermisch vorgespanntes Glas. Die Vorspannung ist jedoch nicht so hoch wie bei Einscheibensicherheitsglas und darum ist das Bruchverhalten anders. Die Scheibe ist ebenfalls härter als normales Floatglas und bricht mit langen Rissen, die von der Störstelle bis zu dem Rand des Glases verlaufen.

Panzerglas mit einer Beschussprobe

• Verbundsicherheitsglas (VSG) besteht aus abwechselnden Schichten von Glas und Kunstofffolie (Polyvinylbutyral, PVB), bei Bruch sollen die Glassplitter oder -scherben an der Folie haften. Sicherheitsglas mit einer Dicke von etwa 25 mm wird als Panzerglas genannt und beispielsweise für Schaufenster, Vitrinen und Autofenster benutzt. Wird die Schichtdicke entsprechend gesteigert, spricht man von schussfestem Glas. Verbundsicherheitsglas kann aus Kombinationen von verschiedenen Glastypen (Float, ESG, TVG) bestehen.
• Glas lässt sich auch schleifen, so dass optische Linsen für Brillen und verschiedene optische Geräte damit hergestellt werden können.
  

  

  Bristol-Blue-Glas aus Bristol, England

Die meisten Glassorten werden mit weiteren Zusatzstoffen produziert, um bestimmtes Merkmalen, wie ihre Färbung zu beeinflussen. Für die Glasfärbung, beziehungsweise für die Entfärbung von Gläsern, die durch Verunreinigungen ihrer Rohstoffe verfärbt sind, werden vor allem Metalloxide benutzt. Grundsätzlich benutzt man für die Entfärbung Färbemittel, die die komplimentäre Farbe der Verfärbung produzieren.

• Eisenoxide: Färben je nach Wertigkeit des Eisenions grün-blaugrün oder gelb und in Verbindung mit Braunstein gelb sowie braun-schwarz.
• Kupferoxide: zweiwertiges Kupfer färbt blau, einwertiges färbt rot, daraus ergibt sich das so genannte Kupferrubinglas.
• Chromoxid: Wird in Verbindung mit Kupferoxid für die Grünfärbung benutzt.
• Uranoxid: Ergibt eine sehr feine Gelb- oder Grünfärbung (sog. "Annagelb" oder "Annagrün"-Glas) mit grüner Fluoreszenz unter dem UV-Licht. Solche Gläser wurden vor allem in der Zeit des Jugendstils hergestellt. In England und Amerika ist diese Glassorte auch als "uranium glass" oder "vaseline glass" bekannt.
• Kobaltoxid: färbt intensiv blau und wird auch für die Entfärbung benutzt.
• Nickeloxid: violett, rötlich auch für die Graufärbung und zur Entfärbung
• Selen: färbt rosa und rot, die rosa Färbung wird als "Rosalin" genannt, während die rote als Selenrubin genannt wird.
• Silber: ergibt feines Silbergelb
• Gold: Wird erst in Königswasser aufgelöst und färbt rot, ergibt das so genannte Goldrubin, eine der feinsten und teuersten Glasfärbungen.

Wie bei der Glasfärbung werden weitere Glas Merkmale, wie Lichtbrechung, Temperaturbeständigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit, Absorbtionsfähigkeit, Wärmeausdehnung durch Zusatzstoffe manipuliert.

• Bleiglas funkelt stärker, weil es einen höheren Brechungsindex hat
• Bor verändert als Zusatz die thermischen und elektrischen Merkmalen
• Barium erhöht ebenfalls den Brechungsindex
• Cer wird für Glas benutzt, das Infrarotstrahlung absorbiert
• Soda und Pottasche sind so genannte Flussmittel, sie werden ab und zu zugegeben, um den Schmelzpunkt zu erniedrigen
• Mangan kann unerwünschte Farben entfernen. Durch den Zusatz von Tonerde wird die Wasserlöslichkeit verringert
• Thallium ermöglicht die Herstellung von niedrigschmelzendem Glas (zwischen 125 und 150 °C)
• Aluminiumoxid gibt dem Glas eine enorme Bruchfestigkeit: sie ist annähernd so groß wie die von purem Aluminiumoxid und übertrifft somit alle bekannten Gläser auf Siliziumoxid-Basis bei weitem (Nature, Vol. 430, S. 761, 2004).

Natürliches Glas gibt es seit Bestehen der Erdkruste. Es lässt sich durch seine Form in 3 Arten unterteilen:

• Obsidian (vulkanischen Ursprungs)
• Tektite (entstehen durch Meteoriteneinschlag)
• Fulgurite (entstehen bei Blitzeinschlag)

Neben diesen irdischen Gläsern wurden bei der Apollo 17 Mission orangefarbige Mondglasperlen vulkanischen Ursprungs gefunden. In Meteoriten wird häufig Maskelynit gefunden. Maskelynit ist ein Glas mit der Zusammensetzung von Plagioklas, aus dem es auch durch Schockereignisse (Kollisionen, Impakt) erzeugt wird.

Die Einteilung künstlicher Gläser wird nach verschiedenen Gesichtspunkten getroffen. Glas ist heute ein Sammelbegriff für eine Vielzahl von Produkten, die nach ihren äußeren Merkmalen wie Lieferformen, Anwendungsbereichen, chemischer Zusammensetzung und den sich daraus ergebenden Merkmalen eingeteilt werden können.

• Hohlglas: Flaschenglas, Verpackungsglas, Wirtschafts und Beleuchtungsglas
• Flachglas: Spiegelglas, Tafelglas, Sicherheitsglas
• Vollkörperglas

• Gebrauchsglas: Vasen, Trinkgefäße, Schmuck
• Bauglas: Scheiben, Türen, Fassadenbau, Sanitärbereich
• Optik: Farbloses optisches Glas, Farb und Filterglas, Absorbtionsgläser
• Chemie
• Medizin
• Informationstechnik

Die hier beschriebenen Gläser sind, mit Ausnahme einiger Spezialgläser, Silikatgläser. Sie bekommen ihren Namen vom Quarzsand beziehungsweise der dort verbundenen Hauptkomponente Siliziumdioxid. Die chemische Zusammensetzung basiert auf dem gewünschten Verwendungszweck und wird dementsprechend modifiziert. Trotz der Feinheiten und Anforderungen an das Glas selbst bestehen die meisten Flachgläser auch heute noch aus Quarzsand, Kalk und Soda.

Natürlich vorkommmendes Glas wie Obsidian wurde seit der Steinzeit zur Werkzeugherstellung (Faustkeil) benutzt. Dokumentiert wurde die Glasherstellung durch den Menschen zu dem ersten Mal in Ägypten um 2000 v. Chr., wo Glasscheiben hergestellt wurden, im Quarzsand auf geschmolzenem Blei geschmolzen wurde.

Fertigung einer Glasscheibe

Die Germanen kannten vor ihrem Kontakt mit den Römern keinerlei Glas, weder Schmuckglas noch Hohlglas oder Flachglas. Als die Germanen das Glas erstmals in der Form von Schmuck und Glasperlen kennenlernten, wurde es mit ihrem heimischen Wort für Bernstein, "glasa" (das Glänzende oder Schimmernde) benannt. Die Nennung des Bernsteins als glaesum bei dem Volk der Aesti ist aus Tacitus' Germania (98) bekannt.

Fertigung einer Glasscheibe

Die Römer erfanden viele Arten von Glas, aber lange Zeit war Glas undurchsichtig, bis in dem 14. Jahrhundert italienienische Glasmacher das "Cristallo" erfanden, ein farbloses und durchsichtiges Glas. In den Anfängen der Herstellung von durchsichtigem Glas wurde das Glas zu Butzenscheiben geschleudert. Dazu wurden einige Kilo geschmolzenes Glas am Ende einer Stange schnell gedreht, so dass sich eine Scheibe mit bis zu 1,50 Meter Durchmesser bildete. Daraus wurden dann Glasscheiben geschnitten. Weil die Dicke dieser Scheiben sehr unterschiedlich ist und am äußeren Rand zunimmt, kann es dazu kommen, dass alte Glasscheiben am unteren Ende dicker als am oberen sind.

Um 1688 wurde die Methode des Glasgießens erfunden, wodurch Glas stärkere Verbreitung fand. Ab 1827 konnte Glas durch neue Maschinen als Massenware für billige Artikel produziert werden. Die industrielle Flaschenabfüllung (zum Beispiel in Bierbrauereien) begann um die 1870er Jahre.

• Fensterglas
• Flasche
• Glasauge
• Glasfaser
• Glasfaserkabel
• glasfaserverstärkter Kunststoff
• Glaskeramik
• Glühlampe
• Isolierglas
• Konservenglas
• Kronleuchter
• Linsen für optische Geräte
• Mattscheibe
• Perle
• Reagenzglas
• Rohrglas
• Spiegelglas
• Temperglas
• Trinkglas
• GlasVasen
• Windschutzscheiben

Ab und zu wird behauptet, Glas weise einiges Merkmalen einer viskosen Flüssigkeit auf, die bei Raumtemperatur fließt, wenn auch sehr langsam. Als Beleg wird angeführt, an alten Glasscheiben ließe sich unten eine Verdickung nachweisen, die durch das Fließen verursacht werde. Es ist unklar, woher dieser Glaube kommt.

Als ein möglicher Ursprung kann die Technik angesehen werden, bei der Glasbläser geschmolzenes Glas durch Rotation zu einer runden, fast flachen und ebenen Scheibe geformt haben. Aufgrund der Zentrifugalkraft waren die Scheiben an den Kanten etwas dicker, und aus Stabilitätsgründen wurden sie nachdem Zurechtschneiden vorzugsweise mit der dickeren Seite nach unten in die Fenster eingesetzt. In der Tat sind vereinzelt Scheiben zu finden, die mit der dickeren Seite oben eingesetzt wurden.

Ob Glas tatsächlich flüssig ist, wurde sehr ausführlich in der Newsgroup alt.folklore.urban diskutiert, und der durch Zitate von Fachleuten unterstützte Konsens war, daß Glas bei Raumtemperatur nicht flüssig ist. Es ist aber elastisch und gibt auf Krafteinwirkung durchaus nach. Außerdem kann es je nach Anwendungsfall (wie bei Laborthermometern) durchaus auf Temperaturen erhitzt werden, bei denen es tatsächlich zu einer unterkühlten Flüssigkeit (s. o.) wird, so daß sich die Genauigkeit des Thermometers nach langer Nutzungsdauer verringert.

• Wenn mittelalterliches Glas wahrnembar zerflossen ist, müßte antikes römisches oder ägyptisches Glas proportional stärker zerflossen sein, aber dies wurde nicht beobachtet.
• Wenn Glas so schnell zerfließt, daß nach Jahrhunderten mit bloßem Auge veränderungen sichtbar sind, dann müßten Änderungen an optischen Teleskoplinsen nach einem Zeitraum von einigen Tagen durch Interferometrie feststellbar sein, aber diese Beobachtung konnte ebenfalls nicht gemacht werden. Es gibt ungefähr 100 Jahre alte, große optische Teleskope, die heute noch gute Bilder liefern. Würden die Glaslinsen mit der Zeit zerfließen, wären die Teleskope mittlerweile unbrauchbar.

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• Martin Heck: Chemisch-Analytische Untersuchungen an frühmittelalterlichen Glasperlen (Dissertation) (http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000065/)