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Saphirglas

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).

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