Saphirglas
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Mit einer Härte
nach Mohs von 9 ist Saphirglas das zweithärteste transparente
Material nach dem Diamanten. Es ist wesentlich kratzfester als
Kalk-Natron-Silikatglas
und findet vor allem in optischen, medizinischen und technischen
Komponenten sowie als Uhrenglas Verwendung, wird aber gelegentlich
auch in Schutz- und Schaufenstern eingesetzt.
Hergestellt wird Saphirglas aus hochreinem, synthetischen
Aluminiumoxid. Je reiner das Aluminiumoxid ist, desto höher ist die
Festigkeit des Saphirglases. Dabei ist die Bezeichnung „Glas"
eigentlich nicht zutreffend, da es im Gegensatz zu diesem eine
kristalline Struktur aufweist und kein amorphes (glasartiges)
Molekulargefüge besitzt wie beispielsweise
Kalk-Natron-Silikatglas.
Die gängigsten Herstellverfahren für Saphirglas sind das
Verneuil-Verfahren und das Stepanov-Verfahren. Bei
Ersterem wird über eine Dosiereinrichtung hochreines,
pulverförmiges Aluminiumoxid einem Brennrohr zugeführt. In diesem
wird das Pulver unter Zumischung von Wasserstoff und Sauerstoff
geschmolzen und Schicht für Schicht an einem Kristallkeim zum
Erstarren gebracht. Innerhalb einer Stunde wächst der Kristall um
etwa 5 bis 20 mm.
Beim Stepanov-Verfahren befindet sich die gereinigte Schmelze
in einem Tiegel. Von oben wird an einem langsam rotierenden
Metallstab ein kleiner Keimkristall in die Schmelze getaucht und
langsam nach oben gezogen, wobei der Kontakt zur Schmelze nicht
unterbrochen werden darf. Während der Abkühlung an der Grenzfläche
wächst der Kristall. Mit diesem Verfahren lassen sich große
Kristalle mit bis zu 40 cm Durchmesser herstellen. In einem
anschließenden Poliervorgang werden aus den runden Kristallen
flache Elemente mit hoher optischer Qualität. Zusätzlich kann
Saphirglas mit speziellen Beschichtungen noch weiter veredelt
werden (z.B. Entspiegelung).
